预应力桁式组合拱桥的病害成因分析

为了分析桁式组合拱桥的损伤原因,建立了贵州清水大桥的三维实体有限元模型.对考虑预应力钢筋 桥梁自重工况和不计上弦预应力钢筋,只考虑斜杆预应力钢筋 桥梁自重2种工况进行了数值分析,得到了2种工况下桥梁第1主应力和第3主应力的分布情况.结果显示的损伤情况与贵州省交通科学研究所的清水大桥检测报告吻合较好,比较2种工况,初步判定不合理的预应力设计水平为造成该桥新拱脚和双竖杆部位损伤的主要原因.     

V形刚构梁拱组合桥最不利位置局部受力分析

V形刚构梁拱组合桥受力体系复杂,用有限元法计算分析桥梁结构时,工程上普遍采用几何小变形、材料线弹性假定,将桥梁整体等效为梁结构或者是杆系结构。为了能够准确得到V形刚构和牛腿处的局部应力分布,以永安大桥为例,利用大型通用有限元软件Abaqus建立三维有限元模型,对整桥模型进行实体单元离散,考虑几何非线性、接触非线性等因素,采用实体单元、杆单元、弹簧单元分别来模拟混凝土、钢筋、桩基,对成桥阶段的六种主要工况进行仿真计算,确定每种工况下的最不利位置及相应的应力分布情况,并指出了各位置最危险工况,为设计与施工提供指导。结果表明:除牛腿接触位置外,桥梁整体拉、压应力水平均较低,整桥在成桥阶段是安全的。     

三维四向编织复合材料的单胞应力场分布

基于三维四向编织复合材料预制件的细观结构,提出了螺旋型纤维等效模型.采用多相有限元数值法获得了三维四向编织复合材料的轴向拉伸应力应变关系,通过有限元计算得到了材料单胞模型的细观应力分布.结果表明,螺旋型纤维等效模型的数值预报结果与实验数据基本吻合,证明了该单胞模型符合三维四向编织复合材料的实际细观结构,该模型能有效地计...     

基于环境激励的桥梁结构动力测试及模型修正

桥梁结构的动力特性是结构动力计算和抗震分析的基础,也是桥梁健康状况监测的一个重要指标.首先根据设计图纸建立了312国道上的一座公跨铁立交桥的三维有限元模型,分析了桥梁的动力特性,同时通过环境振动测试获得了桥梁的实测动力特性,然后在灵敏度分析和优化理论的基础上,选取了一组设计参数,对桥梁的有限元模型进行了修正.修正结果表明该方法简单有效,修正后的有限元模型能够较好地反映桥梁的动力特性,可用于检测桥梁在复杂外力作用下的动力响应,能更好地为后期的损伤识别和健康评估服务.     

景观桥钢箱梁加固方案的设计计算及比较分析

对某景观桥进行了检测评定,提出了3种加固方案,并采用大型通用有限元软件ANSYS建立了桥梁上部结构模型以及3种加固方案的模型,其中加固方案模型建立于根据静载试验数据修正后的模型之上;利用该模型进行了设计荷载工况下的静力分析和模态分析,并根据计算结果比较了3种加固方案以及参数变化对桥梁挠度、支座区最大等效应力、极限承栽力以及动力特性的影响。结果表明：综合采用加固方案1和加固方案3是比较合理的。     

钢筋混凝土三维非线性有限元分析的复合式模型

本文简要介绍了钢筋混凝土有限元传统模型,提出了三维钢筋混凝土结构非线性有限元分析复合式模型．该模型用不同方法处理计算钢筋混凝土拉区和压区：拉区钢筋采用杆件单元模型,压区钢筋混凝土则采用整体式模型．同时,引人了混凝土非线性本构关系和多轴强度准则．该模型可以适用于大型复杂钢筋混凝土结构的三维非线性有限元分析,并可以进一步实现应力应变全过程、混凝土裂缝等分析,且使用方便．所附算例表明,使用该模型能较好符合试验结果．     

水电站工程岩体渗流场及防渗排水系统优化研究

根据某水电站工程坝址区岩体内断层、裂隙发育的实际情况,采用集主要导水断层为一体的超等效连续介质数学模型.以现场勘探资料和设计参数、钻孔试验资料等为基础,建立能够反映左、右岸主要地质构造、导水介质和主要建筑物的三维有限元整体计算模型,并对大坝蓄水后的三维渗流场进行数值模拟研究.通过修改三维有限元整体计算模型,比较了各种防渗排水方案的效果,并提出了优化方案.     

悬挑环形廊桥的气动弹性模型试验

针对目前世界上最大悬挑环形玻璃廊桥的抗风设计,建立针对该类桥梁风效应的全气动弹性模型研究方法,以解决基于片条假定的经典桥梁风振理论无法应用于复杂风场下人行桥梁的三维风响应问题.该方法包括根据相似原理选择模型设计参数、针对复杂原型结构系统进行模型的工艺设计以及在风洞中模拟山地地貌造成的大攻角效应.这一方法还包括一种面向设计的计算方法,能够依据荷载效应求算静力等效风荷载分布.结果表明,提出的全气动弹性模型的试验与分析方法对解决复杂风场下复杂桥梁结构的三维风响应问题具有普遍适用性,不但能够提供满足这类结构抗风设计的气动稳定性、设计风荷载与风振加速度等各项参数,而且能够揭示这类结构风效应对结构参数的敏感度,有助于结构的优化设计.     

具有提升功能的新型柔性铰链设计

针对目前具有提升功能的柔性铰链设计较少的情况,设计了一种新型提升平板折展柔性铰链(the lifting lamina emergent joint,L-LEJ),给出了其三维结构,采用伪刚体模型法推导了该提升铰链的拉伸等效刚度计算公式。通过对设计实例进行有限元仿真分析,并与应用公式计算得到的拉伸等效刚度理论值进行对比,得到拉伸刚度的理论值与仿真值基本一致,误差在5%以内,验证了拉伸等效刚度计算公式的正确性。最后,通过9组不同结构参数设计实例的理论计算和仿真分析,进一步验证了该拉伸等效刚度计算公式的有效性。     

风力发电机叶片根部的有限元建模研究

研究了建立复杂层合结构有限元模型的方法.考虑到复合材料叶片根部结构具有重复铺层的特点,用子层刚度方法计算了其等效材料性能;采用ANSYS有限元软件按单一材料建立了根部的有限元模型,并讨论了载荷对边界条件和螺母-孔接触状态的影响.计算的[0°/±45°]三向层合板等效模量E1与实验值吻合良好;分别按等效模型和层合单元模型进行数值模拟所得到的位移误差很小,表明该方法具有较高的精度.所建立的模型可用于根部结构的受力分析.     

预应力混凝土建筑施工事故案例分析

施工期间的预应力钢筋混凝土结构,是时变结构体系,除承受施工荷载外,还承受预应力等效荷载,因缺乏理论支持,其设计施工容易出现问题.本文介绍的某工程实例为预应力钢筋混凝土结构,且设计有跨后浇带与不跨后浇带两组预应力钢筋,施工期间后浇带两侧结构出现过大变形差,影响结构施工安全,通过将后浇带钢筋的约束作用简化为弹性支座,分析对象简化为弹性支座连续梁,并考虑施工荷载和等效预应力荷载,分析了该工程出现过大变形的原因,结合预应力筋锚固角度等参数分析,给出了留后浇带预应力钢筋混凝土结构设计施工的建议.     

用于预应力混凝土结构有限元分析的等效载荷法

针对预应力混凝土结构中预应力的作用，分析了H．B．B．Moorman提出的的等效载荷法的实用性，给出了预应力沿筋向发生变化以及大垂度抛物线筋的等效载荷的高阶计算公式，提出了两种用于三维有限元的等效节点力计算方法．通过含单根和多根预应力曲线筋混凝土结构的计算实例，证明此方法对于预应力混凝土结构的三维有限元分析是有效的．此方法可为预应力混凝土结构的有限元高精度分析提供一种可能的途径．     

一种新型混合形式的混合连续梁桥结合段局部应力分析

本文以重庆长江大桥复线桥为背景,拟定了组合-混凝土混合连续梁桥结构形式．新拟定的混合结构形式中,钢混结合段采用填充混凝土后承压板连接方式,结合段内力的传递主要由承压板、预应力钢筋和PBL剪力板来完成．运用大型通用有限元软件ANSYS建立组合-混凝土结合段三维有限元模型．根据运营过程中各种最不利荷载工况,计算分析了结合段种工况下的应力状态,检验拟定结构的安全性和合理性．结果表明：结构中钢梁绝大部分应力值都在-200MPa-200MPa之间,混凝土大部分应力值都在-20MPa～3MPa之间．组合梁钢梁在折角和过渡处存在少部分应力集中现象,混凝土极少部分面积区域内力超过规范允许值,但总体满足规范设计要求,可以通过改善预应力钢筋和承压板、混凝土的连接,在钢梁折角处适当增设加劲肋和使用纤维混凝土作为加强措施．     

T形梁桥有限元强度分析

针对某预应力混凝土Ｔ形梁桥,倾斜放置于河流之中的情况,根据桥梁结构的特点,采用空间块体有限单元将其离散,考虑桥梁承受流水压力等荷载的作用,计算了桥梁的应力分布,给出了截面应力等值线图,所得结论可供设计参考     

预应力混凝土梁长期变形的随机性分析

由于混凝土收缩徐变具有显著的不确定性,需要采用随机方法进行有概率保证意义的长期变形分析。采用基于响应面的蒙特卡洛抽样技术,将GL2000模型中影响长期变形的因素作为随机变量,建立了预应力混凝土梁的长期变形随机性分析模型。利用该模型对某预应力混凝土简支梁开展了长期变形随机分析,同时对模型中各个随机变量进行了敏感性分析与参数分析。结果表明,对长期变形有较大影响的随机变量有:徐变模型的不确定性,弹性模量模型的不确定性,二期恒载值的不确定性,张拉控制应力值的不确定性;为抑制梁体长期变形,施工控制中应严格控制张拉应力精度与推迟二恒加载时间。     

无横隔板预应力混凝土箱梁桥整桥试验研究

纸店沙河大桥为无横隔板预应力混凝土箱梁,只通过桥面构造改善横向连接,为验证其受力性能能否满足整体刚度,实现荷载的横向传递,将跨径35 m先张法预应力混凝土轻型、薄壁、闭口箱型断面运用到简支梁桥上,通过各种工况的整桥试验分析,结果表明,通过桥面铺装双层钢筋网与主梁伸出梁顶的交叉钢筋梅花形点焊成钢筋骨架及箱梁翼板间加强钢筋与二道焊接钢板来实现横向联系是可行的.     

基于预应力度法的预应力混凝土结构的设计

预应力度是反映预应力混凝土结构性能的一项重要指标。文章基于构件使用性能的预应力度定义,推导了预应力混凝土静定结构和超静定结构的预应力筋计算公式,建立了预应力度和等效荷载的关系表达式,给出了基于预应力度的设计方法和步骤。     

大跨度预应力混凝土箱梁桥开裂病害

为了研究大跨度预应力混凝土箱梁桥的开裂病害与其空间应力状态的关系,采用8节点实体退化板壳单元编制有限元软件对大跨度预应力混凝土连续箱梁桥进行空间应力分析,研究恒载、箱梁刚度、有效预应力和温度等因素对箱梁截面最大主拉应力的影响程度和影响规律;探讨设计中采用的活载应力放大系数的取值合理性;提出了控制箱梁混凝土开裂的二轴强度...     

核电站安全壳锚具荷载传递性能试验研究

针对核电站安全壳大吨位钢索张拉的结构安全性,用荷载传递性能试验的方法,研究了配置OVM15R-37K核电站安全壳专用锚垫板的预应力混凝土锚固区传力性能,包括极限荷载、应变值和裂缝宽度等,并进行了相关数据分析.试验和分析结果表明,试件的极限荷载均能达到1.2 Fpk;封闭网格钢筋的合理配置可提高试件开裂荷载并有效控制劈裂裂缝宽度;张拉过程中锚具本身的应力低于材料的屈服应力.     

Improved methods for decreasing stresses of concrete slab of large-span through tied-arch composite bridge

Mechanical behavior of concrete slab of large-span through tied-arch composite bridge was investigated by finite element analysis (FEA). Improved methods to decrease concrete stresses were discussed based on comparisons of different deck schemes, construction sequences and measures, and ratios of reinforcement. The results show that the mechanical behavior of concrete slab gets worse with the increase of composite regions between steel beams and concrete slab. The deck scheme with the minimum composite region is recommended on condition that both strength and stiffness of the bridge meet design demands under service loads. Adopting in-situ-place construction method, concrete is suggested to be cast after removing the full-supported frameworks under the bridge. Thus, the axial tensile force of concrete slab caused by the first stage dead load is eliminated. Preloading the bridge before concrete casting and removing the load after the concrete reaching its design strength, the stresses of concrete slab caused by the second stage dead load and live load are further reduced or even eliminated. At last, with a high ratio of reinforcement more than 3%, the concrete stresses decrease obviously.