某实腹式石拱桥结构承载能力分析

为了分析某新建石拱桥的承载能力是否满足规范要求的问题,根据实腹式拱桥的实测资料,利 用ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ空间有限元分析软件,对桥梁结构的极限承载能力进行了验算。计算结果表明,桥梁拱 脚截面处的主拱轴力明显大于Ｌ／４截面和拱顶截面的轴力;截面纵向偏心距均小于０．２１ｍ;桥梁的强度 和刚度均满足规范要求。研究思路和方法可为解决同类工程技术问题提供参考。     

高强钢筋水工混凝土梁短期挠度试验研究

针对现行《水工混凝土结构设计规范》(DL/T 5057—2009)短期刚度公式背景资料钢筋强度较低的问题，进行了10根配置HRB400钢筋的混凝土简支梁受弯试验，试验量测了梁在每级荷载下的跨中挠度，分析了跨中挠度随荷载的变化规律，对试验梁在(0.5～0.7)M_u荷载下跨中挠度实测值与水工规范计算值进行了对比。结果表明：跨中挠度随荷载的变化与普通钢筋混凝土梁基本一致，荷载-挠度曲线分为裂缝出现前、裂缝出现后和钢筋屈服后3个阶段；跨中挠度实测值比水工规范计算值偏大；对本文试验使用荷载下24个挠度实测值和收集整理的其他研究者简支梁受弯试验95个挠度实测值的统计分析表明，高强钢筋混凝土梁短期刚度与α_Eρ为线性关系，根据本文试验数据采用线性模型对水工钢筋混凝土规范的短期刚度公式有关系数进行了修正，其结果与实测挠度符合良好。     

克孜河渡槽充水载荷试验及结构承载能力评价

为了评价克孜河渡槽结构的承载能力,需开展充水载荷试验。通过实时监测试验加载过程中各梁跨的跨中挠度值和卸载后残余挠度值,分析加载过程中挠度值随荷载的变化规律,确定加载级别与稳荷时间,判断渡槽结构在各级荷载下的工作状态,并引入结构承载能力评价指标结合监测结果对结构承载能力进行评价。结果表明：充水载荷试验分6级进行,稳荷时间30 min即可满足试验要求;结构各梁跨的实测挠度随水荷载增加而增大,在满槽水位时达到最大值,纵梁、左边梁和右边梁最大实测挠度分别为3.40、2.53和2.35 mm,且各级荷载下实测挠度与荷载呈显著的线性关系,线性相关系数均在0.95以上,结构处于线弹性工作状态;结构承载能力评价指标挠度极值、相对残余挠度和挠度校验系数均小于规范限值,并通过与同类工程对比,综合反映出克孜河渡槽结构具有较好的承载能力。     

大型箱梁翼缘开洞有限元分析

应用有限元法分析了大型双腹箱形开洞梁，以孔洞宽度和位置为变量，探讨孔洞对梁的应力、应变及跨中挠度的影响规律．研究结果表明，随着洞位置向跨中移动，以及洞宽度的增大，跨中挠度增大较快．当孔洞与支座的距离大于0．3倍跨度时，跨中最大正应力会突然减小，但小于0．3倍跨度时，开洞对跨中最大正应力影响不大．随着孔洞断面宽度的增大，开洞断面下翼缘正应力逐渐增大，与材料力学计算结果差异越来越大，但该断面的剪应力却与材料力学计算值较为接近．最后，比较有限元计算值与材料力学计算值，得出修正系数供设计参考．     

划子口河闸弧形钢闸门三维有限元分析与安全评估

划子口河闸拆建工程闸门为"Π"型弧形钢闸门,为掌握不同工况下的结构变形和应力分布,需要建立三维有限元整体模型进行分析.采用ANSYS有限元计算软件建立模型,按不同工况分别施加荷载.计算结果表明,5种工况下弧形钢闸门的结构变形都在允许范围内,应力值都在钢材的屈服应力以下.采用结构线性屈曲分析闸门结构稳定性,用有限元法求出结构的稳定安全系数,结果表明大部分工况下的稳定安全系数大于4,最先失稳的部位在跨中水平次梁处,建议适当加密跨中纵梁,以减小水平次梁计算长度,提高稳定性.     

均布荷载作用下工字形简支深梁有限元分析

应用弹性力学有限单元法研究了均布荷载作用下不同跨高比的双轴对称工字形简支深梁的挠度及应力分布变化规律,并与材料力学长梁计算值进行比较。研究结果表明,跨高比越小,用长梁公式计算跨中挠度产生的误差就越大;跨高比的不断减小对上翼缘附近正应力和等效应力的影响较大,对下翼缘附近的正应力和等效应力的影响相对较小;剪应力对跨高比的变化不是很敏感。得到的结论可为工程设计提供一些有益的参考。     

老挝南塔河1#水电站引水隧洞进水塔三维有限元配筋计算

利用有限元软件ANSYS,依据《水工混凝土结构设计规范》(DL/T-2009)中非杆件体系钢筋混凝土的配筋计算原则,对老挝南塔河1#水电站引水隧洞进水塔进行三维有限元计算,对各工况下结构的位移和应力进行了分析。同时根据有限元计算的截面应力图形,对结构受拉部位进行了配筋计算,按弹性受拉应力图形配置钢筋。为结构施工图设计提供了依据。     

半预制ＵＨＰＣ外壳叠合盖梁试设计研究

以某天桥为工程背景，对提出的半预制ＵＨＰＣ外壳叠合盖梁（简称ＵＲＣ盖梁）进行试设计。应用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ建立有限元模型，进行吊装阶段、施工阶段和运营阶段的受力分析，结果表明:吊装阶段中，ＵＨＰＣ外壳的最大拉应力和挠度较小，满足规范要求；后浇混凝土阶段中，ＵＨＰＣ外壳在承载能力极限状态下的最大拉应力和正常使用极限状态下的挠度在规范限值内；运营阶段中，承载能力极限状态下的ＵＨＰＣ外壳和核心混凝土最大压应变小于混凝土的峰值压应变，箍筋和纵筋的最大应力小于钢筋的屈服强度，ＵＲＣ盖梁和ＲＣ盖梁正常使用状态下的挠度较为接近，且满足规范要求。     

大型预应力矩形薄壁梁式渡槽静动力分析

采用通用的有限元计算软件,对双洎河预应力矩形薄壁梁式渡槽进行了静动力分析。研究了渡槽在运营过程中4种计算工况下的应力、变形的变化规律。采用热-结构顺序耦合的分析方法,分析了夏季温差、冬季温差、检修和施工等工况下渡槽的温度应力分布规律。采用流固耦合理论对渡槽结构进行了动力特性分析,给出了不同水深下渡槽的自振频率和主振型。结果表明:渡槽在运营过程中,水压对渡槽的应力和变形影响巨大,风载、人行荷载和车载对渡槽的应力和变形影响较小;渡槽的局部温度应力较大;渡槽整体刚度较大,自振频率较大,水体对渡槽自振频率影响不大。     

薄壁式渡槽运营期三维有限元分析

以葛沟薄壁简支梁式渡槽为研究对象,基于大型通用有限元软件ANSYS平台,在考虑预应力作用的情况下,建立了葛沟渡槽的精细化三维有限元模型。计算得到了空槽水位、半槽水位、设计水位和满槽水位4种不同工况下渡槽挠度和应力。计算结果表明,渡槽的设计方案合理,运营期应力和挠度较小,满足规范要求。所得结果对薄壁简支梁式渡槽的设计具有较大的参考价值。     

叶巴滩水电站右岸导流洞进口闸室启闭机排架结构有限元分析

本文采用ansys有限元计算软件对叶巴滩水电站右岸导流洞进口闸室启闭机排架建立有限元模型,重点分析了完建期及下闸期两种工况下排架结构各部位的应力及变形。根据计算结果,采用规范推荐的应力图形配筋法,分别对排架结构主梁、次梁、连系梁及柱进行了结构配筋计算。分析结果表明,基于ansys有限元软件对启闭排架结构进行有限元分析能够计算复杂受力条件下排架结构各部分应力和变形,并为配筋提供依据,对排架结构设计及优化具有指导意义。     

九龙眼拱坝应力变形非线性有限元分析

为研究九龙眼拱坝在各计算工况下坝体的应力变形特征,基于拱坝设计体形及相关地形地质资料,建立了拱坝—坝基系统的三维有限元计算模型,并采用非线性有限单元法进行计算分析。计算分析成果表明:在各种计算工况下,坝体应力及变形分布规律合理,应力极值不大,符合现行规范中关于有限元分析应力控制指标的规定,拱坝应力满足强度要求。     

既有预应力结构现存预应力数学模型研究

以福建省福州市鳌峰闽江大桥为研究背景,建立该既有结构三维有限元模型,在外荷载分级作 用下,获得随着预加力变化的梁体挠度响应,以研究桥梁挠度与既有桥梁现存预应力之间的关系。采用 数学优化分析软件１ｓｔＯｐｔ６．０程序对构件各代表性截面的预应力损失度及对应的挠度响应进行拟合,建 立了三个代表性截面预应力损失度与挠度增量之间的数学模型,数学模型的拟合相关系数均达到０．９８ 以上。通过该数学模型,利用静力分级加载试验获得的挠度增量代入所建立的数学模型就可以获得预 应力损失度,进而计算出结构现存预应力．最后将推导结果与应力释放法试验结果进行对比,误差在５％ 以内,证明了所提数学模型的有效性和实用性。     

钢桁腹-混凝土组合箱梁偏载系数取值影响因素分析

以南京江山车行天桥为研究背景，为探究钢桁腹－混凝土组合箱梁的偏载系数的影响因素，利用有限元软件ＡＮＳＹＳ对其腹杆壁厚、悬翼比、高跨比和宽跨比等参数与应力增大系数和位移增大系数进行相关性分析，将有限元分析结果与经验系数值及修正的偏压法计算出的偏载系数值进行比较分析。结果表明:腹杆壁厚、悬翼比、高跨比和宽跨比的变化对两个增大系数的影响不尽相同，宽跨比对钢桁腹－混凝土组合结构的偏载系数影响最大，其次是高跨比和腹杆壁厚，悬翼比的影响几乎可以忽略不计；经验系数法对钢桁腹－混凝土组合箱梁并不完全适用，位移增大系数比应力增大系数更加接近于经验系数值；在钢桁腹－混凝土组合箱梁宽度不是太大的前提下，位移增大系数与修正的偏心压力法计算出的偏载系数值更为接近。     

冷却塔下环梁及 Ｘ柱施工支撑脚手架结构有限元分析

考虑脚手架结构的强度与刚度，利用ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ软件对某电厂冷却塔下环梁及Ｘ柱现浇施工 支模脚手架结构进行了有限元分析，计算了两种搭设方案的脚手架支撑结构在环梁及Ｘ柱分段现浇施 工过程中结构的变形和应力分布情况，对比分析两种搭设方案合理性。得到的有限元计算结果和结论 为脚手架结构的安全评估提供了有益参考。     

大型弧形闸门静力特性有限元分析

以某水电站溢洪道弧形闸门为例,建立了大型弧形闸门的有限元分析模型,应用ANSYS软件对其在各种工况下的支铰反力、闸门应力、位移挠度以及屈曲失稳等静力特性进行了计算分析,为完善闸门结构的设计提供了依据,对同类闸门结构的设计计算有参考意义。     

地震作用下大型渡槽结构动态应力计算方法研究

作者首先采用常规有限元法求出渡槽结构需要计算部位周围处的有限元结点位移和加速度，然后利用最小余能法对南水北调水利工程中某大型渡槽槽身结构的动态应力进行了计算。结果表明：采用最小余能法计算悬臂梁结构在地震动作用下的动态应力结果与作者的方法较接近，而常规有限元的计算结果较理论解有较大误差；对单跨渡槽槽身结构，常规有限元法的动态应力计算结果比理论解出现较大的偏差，利用本文方法计算的动应力更符合实际。     

深埋公路隧道复杂断面十字交叉施工稳定性数值分析

以在建郑西高速伏牛山特长公路隧道为研究对象,采用ＭＩＤＡＳ／ＧＴＳＮＸ有限元分析软件模拟 深埋隧道主洞、排风斜井及辅助横通道采用十字交叉的开挖方式,对交叉口围岩位移、初支结构与围岩 间的相互作用以及支护结构受力的影响情况。结果表明:主洞开挖对十字交叉口沉降影响距离为（１．８ ～２．２）Ｄ１（Ｄ１为主隧道洞跨）,横通道的开挖对交叉口沉降影响距离为（１．５～２．０）Ｄ２洞径（Ｄ２为辅助 通道洞跨）;随着横通道的开挖,交叉口各部位同时产生沿Ｘ轴正向的水平位移;辅助横通道的开挖使 σ３最小值增长９０．７％,最大剪应力τ值增长１３０．８％,应力集中区由斜井交叉口转至辅助横通道交叉口 两侧拱腰;交叉段初期支护应力存在偏压现象,交叉段斜井顶部应力最大。     

三汊河河口闸单孔开启结构安全性研究

三汊河河口闸单孔开启运行模式超出原设计结构安全验算的工况范围，为探究水闸单孔开启的可行性，采用结构分析软件ANSYS建立三汊河河口闸三维有限元仿真计算模型，模拟灌注桩与地基土、闸室混凝土与地基或回填土之间的非线性接触，分析不同工况下水闸结构的变形和应力分布规律，得出最不利工况及最不利位置，并对比有限元计算结果与历史运行监测资料成果。结果表明：单孔开启运行条件下，水闸结构位移和应力均满足现行规范要求，位移值也未超出历史监测数据范围。研究结果可为护镜门型水闸不具备多孔开启条件时，单孔开启安全运行提供依据。     

大型钢筋混凝土多纵梁渡槽结构设计方法的研究

本文结合南水北调河南段双洎河钢筋混凝土多纵梁渡槽结构设计，提出了采用改进的空间刚架结构方法计算结构设计控制截面的内力进行结构极限承载力配筋设计，采用三维混凝土有限元分析验算结构正常使用状态下截面应力状态的结构设计方法．利用１：５钢筋混凝土仿真试验模型实测数据对比验证结果表明，上述设计方法是可行的．