机器上楼多层厂房主梁向跨数增加时楼板竖向振动的研究

本文用RITZ向量直接叠加法计算了主梁向多跨的厂房楼板的竖向振动,与规范中对主梁向三跨结构所作的规定作了对比分析,是规范后期研究课题之一。     

混凝土整体式肋形结构主梁计算模型的简化

当主梁与柱的线刚度比大于某定值(3、4或5)时,混凝土整体式肋形结构中的主梁可简化为以柱为铰支座的多跨连续梁进行内力计算.对连续梁和框架两种不同的计算模型,分别计算了在不同的梁柱线刚度比k情况下控制截面的内力,得到了不同跨数、不同荷载布置下的k~β曲线.经比较分析认为:当k≥4时,主梁可简化成连续梁计算,此时两种计算模型控制截面内力的误差β均小于10%.本研究成果为肋形结构中主梁计算模型的简化问题作了详尽的说明.     

相互支撑的平行梁系的屈曲

本文研究了跨中出次梁相互连接的平行主梁体系的屈曲问题,以次梁对主梁提供侧向和扭转约束。得到了问题的解析解,给出了使主梁计算长度减半的次梁临界刚度,对刚度小于临界值的情况亦给出了屈曲弯矩和次梁约束刚度间的关系。     

斜拉桥牵索挂篮施工模拟计算与分析研究

准确的施工过程仿真计算与分析是大跨度混凝土斜拉桥施工监控的关键问题之一,它可以为大桥各阶段的施工控制工作提供理论指导。根据涡河三桥主梁施工工艺和结构特点,分别建立牵索挂篮悬浇施工的前支点和后支点有限元计算模型,分析并对比了主梁的截面内力及线型的变化规律,从而为大跨柔性斜拉桥的施工控制提供理论依据。     

基于有限元的支架下填土沉降分析

郑州黄河公铁两用桥铁路引桥南岸跨大堤拱桥为先梁后拱的施工方法,大堤两侧高填土搭设主梁支架.由于高填土在长期的荷载作用下可能会产生比较大的沉降,会对主梁线形及拱桥的受力产生不利影响,故基于渗流固结理论对填土沉降进行计算,确定出了沉降-时间关系曲线,并通过具有强大非线性分析功能的有限元计算软件AD INA对计算结果进行复核.结果表明,此界定条件下的填土在施工阶段沉降较小,施工过程中可不予考虑其影响,或在主梁浇筑前适当调高主梁立模标高.     

地震下大跨双塔混合梁斜拉桥横向合理抗震体系研究

以某一座跨江大跨双塔混合梁斜拉桥为例,对大跨混合梁斜拉桥合理的横向抗震体系进行了研究,利用Midas/civil有限元程序,建立了该桥空间有限元计算模型;基于该桥规范反应谱生成七条加速度地震波,采用非线性时程分析法进行了大跨混合梁斜拉桥横向地震响应分析,对过渡墩、辅助墩与主梁的横向合理约束方式进行了详细探讨,并对横向弹塑性挡块合理参数设置进行了分析。结果表明:过渡墩、辅助墩与主梁的横向连接方式对大跨混合梁斜拉桥的横向地震响应有显著影响,其中当过渡墩、辅助墩与主梁之间横向设置可滑移,同时配置横向弹塑性限位挡块,可使得大跨混合梁斜拉桥主塔、过渡墩、辅助墩地震响应处于较低水平,同时也可有效地控制主梁的横向位移,是一种非常合理的横向抗震体系。该文的研究成果可为同类桥梁的抗震设计提供理论参考。     

楼盖振动的有限元分析和振动传递规律

按工业建筑中常用的楼面结构参数设计了楼盖的振动模型,并按楼面结构特点确定了激励作用点.分析了梁板单元划分大小、激励频率分辨率对有限元计算结果的影响,确定了相应的计算方法.最终得到了激励分别作用在横向主梁、纵向主梁和次梁跨中时的楼面传递系数,计算出激励作用在非梁中对传递系数的修正系数为1.44.     

考虑适用性的大跨桥梁主梁动态可靠性融合预测

为合理预测考虑适用性的大跨桥梁主梁动态可靠性,利用主梁控制监测点的动态极值挠度信息,建立了多维Gaussian Copula技术、多变量贝叶斯动态线性模型(MBDLM)以及一次二阶矩(FOSM)方法相融合地考虑控制点变形失效非线性相关的大跨桥梁主梁体系动态可靠性预测方法.采用某大跨桥梁主梁3个控制监测点的动态监测极值挠...     

连续多跨矮塔斜拉桥力学性能分析

以开封黄河二桥主桥为研究对象,采用有限元程序Midas/civil对该桥进行了力学性能分析.计算结果表明:由于该桥塔高与跨径之比较大,斜拉索承担较多的竖向荷载,能有效降低主梁支点截面的高度和内力;主梁的内力与变形表现为多跨连续梁的受力特点,主梁基本全截面受压,轴力分布较为均匀,在桥塔根部支点处出现较大正弯矩,跨中出现负弯矩;主梁刚度较大,整体变形以向上为主,变形量较小;主塔只起到拉索转向块的作用,纵向受力较小,故各塔顶纵桥向位移较小,在中等跨径范围内,可采用多跨矮塔斜拉桥方案解决普通多跨斜拉桥的刚度问题;每根塔柱两侧拉索的拉力由内向外依次小幅增大,总体分布均匀,边跨索索力最大,活载作用引起的拉索应力增幅较小;桥梁结构在非对称活载作用下的受力更为不利;各构件控制截面应力及变形均在桥梁设计规范规定范围内,且具有足够的安全储备,桥梁结构受力合理.     

部分斜拉桥力学性能分析

平顶山市湛河一桥主桥为双跨独塔单索面矮塔部分斜拉桥,为了分析该桥梁的力学性能,采用大型有限元通用软件ANSYS进行建模,主梁和塔采用空间梁单元(beam188)进行离散,拉索采用只承受拉力的空间杆单元(link10)模拟,建立了该桥梁的有限元计算模型,分别计算了桥梁的内力、自振频率和振型.计算结果表明,对于该矮塔部分斜拉桥,拉索对主梁的轴力和弯矩影响较大,主梁的刚度对桥梁整桥自振频率影响较大,该桥梁低阶振动主要表现为桥梁的整体竖向振动和横向振动.计算结果可为该桥的施工控制及使用阶段的健康检测和维护提供参考.     

超大跨度部分地锚式斜拉桥抗震结构体系研究

为探索大跨度部分地锚式斜拉桥的适宜抗震结构体系,以1 400 m主跨的部分地锚式斜拉桥设计方案为工程背景,采用多振型地震反应谱方法进行E1地震作用下结构的地震反应分析,揭示超大跨度部分地锚式斜拉桥地震反应的特性。在此基础上,分析地锚段主梁长度、主梁宽度、主梁高度、桥塔高跨比、地锚索倾角、辅助墩数量和塔梁连接方式等主要结构设计参数对结构地震反应的影响,结合结构静力性能和稳定性探讨其合理取值。结果表明:水平地震作用下桥塔和主梁的地震反应显著,而桥塔的地震内力显著大于主梁,是结构抗震设计的关键构件,同时应特别重视桥塔的塔底和塔梁交接处、主梁的塔梁交接处和边跨辅助墩处等截面的抗震设计;当地锚段主梁长度和主跨之比约为0.3,采用较宽的主梁并增大其高度,桥塔高跨比约为0.2,采用较大的地锚索倾角,边跨设置1～2个辅助墩以及采用全漂浮体系时,大跨度部分地锚式斜拉桥具有良好的整体结构性能。     

大跨桥梁主梁失效概率分析的最优R-Vine Copula

为合理分析大跨桥梁主梁的失效概率,考虑到多个控制监测点失效模式的相关性,提出了大跨桥梁主梁失效概率分析的信息融合新方法。利用极值应变信息,引入双变量PairCopula模型和R-Vine模型,结合多个控制监测点的功能函数,对监测点失效模式相关性进行最优Regular vine copula(R-Vine Copula)建模分析,融合一次二阶矩(FOSM)方法,进行失效模式相关的大跨桥梁主梁失效概率分析,通过在役桥梁监测数据对本文方法的合理性进行验证,并与其他分析方法进行比较。结果表明,考虑控制监测点失效模式相关性的大跨桥梁主梁失效概率分析的最优R-Vine Copula信息融合方法较为合理。     

连续梁桥孔道摩擦系数及挂篮重量影响的有限元参数分析

结合某九华河三跨连续梁桥工程实例,通过有限元仿真分析计算,针对孔道摩阻参数及挂篮重量的变化对桥梁施工阶段线形及主梁截面应力进行参数敏感性分析,可为同类工程的设计和施工提供参考.     

多跨连续梁桥顶推施工双导梁的优化分析

为了合理选择多跨混凝土连续梁桥顶推施工中前后双导梁的长度、单位荷载集度及抗弯刚度等参数,以三跨等跨混凝土连续梁桥为例,构建主梁-双导梁的计算简化模型. 利用位移法建立节点平衡方程,推导出各个节点的内力解析表达式. 分别研究不同导梁参数对支点最大负弯矩和跨内最大正弯矩的影响,揭示了在顶推施工过程中主梁内力的变化规律. 以实桥数值算例为例,提出合理、严谨的导梁参数优化计算方法,获得最优的导梁参数. 基于不同的前后导梁长度,分析不等跨连续梁桥的内力变化规律. 研究结果表明,等跨连续梁桥中不同导梁长度会影响顶推阶段,对于不等跨连续梁桥更加复杂. 在不等跨连续梁桥中,后导梁长度对支点最大负弯矩的影响较小,前导梁长度对支点最大负弯矩的影响较大. 实桥算例中导梁的最优长度比、单位荷载集度比及抗弯刚度比分别为0.78、0.14及0.39,提出的导梁参数优化计算方法简单,可以对不同的截面形式进行优化.     

轨道交通跨江连续梁桥施工监控技术研究

以某轨道交通跨江连续梁桥为工程研究背景,对该桥挂篮悬臂施工各施工阶段的结构变形和应力等开展施工监控工作。施工监控结果表明:主梁边跨、中跨合拢,顶、底板的实测应力无明显的突变,其变化趋势与理论值基本一致,实际偏差基本满足允许控制偏差要求;主梁边跨、中跨合拢,结构线形变化与理论值基本一致,实际偏差均在±10mm的规定偏差范围内。     

吊拉组合索桥的模型建立与初始索力确定

分析了吊拉组合索桥的结构特性后，根据组合索桥损伤检测的需要，利用大型通用有限元软件ANSYS，建立2种吊拉组合索桥动、静力有限元模型：鱼脊式模型和完整型模型．通过对两种有限元模型进行分析比较，指出鱼脊式模型概念比较清晰、直观，结构的刚度和质量处理精确；完整型模型能很好模拟主梁的扭转刚度，局部受力分析更精确．最后结合其施工过程提出确定成桥状态的初始索力的计算方法。通过计算分析发现。施工时悬吊部分主梁配重卸载后，斜索初始索力将发生重分布。跨中斜索索力有所下降，而边跨斜索索力有所上升．     

斜拉-悬吊协作体系桥抗震性能参数分析

以一座1 400m主跨的斜拉-悬吊协作体系方案桥为工程背景,采用多振型地震反应谱方法,对其进行水平地震作用下的结构地震反应分析,揭示主缆矢跨比、吊跨比、边跨长度、辅助墩设置、主梁支承方式和主梁结构形式等结构设计参数对地震反应的影响,并提出各结构设计参数的合理取值.结果表明:当主缆矢跨比取为1/10、吊跨比为0.4~0.5、采用短边跨并设置辅助墩、半漂浮体系、桥面主梁采用混合梁时,斜拉-悬吊组合体系桥可以获得比较好的抗震性能.     

横断面布置对PC简支转连续T梁桥受力性能影响分析

以内蒙古宝贝河三跨预应力钢筋混凝土简支转连续T梁桥实际工程试验数据为依托,结合常见典型桥宽及桥高,利用有限元软件Midas Civil采用梁格法建立宝贝河大桥全桥模型,计算不同梁高及主梁间距对桥梁结构内力产生的影响.结果表明:将梁高设置为2.3 m、2.5 m、2.7 m进行有限元模型计算,计算结构满足规范要求,但从受力及造价方面角度综合考虑,梁高设置为2.5 m较合理;三种主梁间距的内力计算结构变化趋势相近,主梁个数的增减直接影响了结构的横向分布系数,使结构内力出现了重分配的现象,但是只改变了内力的大小,对内力的变化趋势影响较小.     

斜拉桥塔梁同步施工过程的力学特性

为了研究斜拉桥在满堂支架分段拆除的塔梁同步施工过程中主梁、主塔和斜拉索等结构力学性能的变化,通过Midas/Civil(multitier distributed applications services/Civil)有限元分析软件,实现了斜拉桥施工过程的结构力学性能计算分析。依托亚洲最大转体重量斜拉桥—邹城斜拉桥(主跨为110 m+110 m独塔双柱双跨双索面混凝土斜拉桥)为背景开展研究,采用弹性受压连接单元模拟满堂支架,空间梁单元模拟主梁、主塔,考虑现场实际施工过程,开展了邹城斜拉桥结构受力和变形的数值计算。对比分析了数值计算结果与现场实测数据分析结果。结果表明:拆除满堂支架前后,支架支反力计算值最大增加382 kN,斜拉索索力计算最大变化值占该索索力的0.96%,实测索力最大变化值占该索索力的1.67%,主梁线型实测最大变化值为-7 mm。斜拉桥主梁相应节段的斜拉索张拉完成,是满堂支架分段拆除的塔梁同步施工应用于现场的前提条件。     

考虑边界非理想的铁路桥梁挠度影响线分析与损伤识别

铁路桥梁多为装配式桥梁,因其边界条件介于理想铰支与固支边界间的非理想状态,而较难实现影响线分析与损伤识别。考虑装配式铁路桥的非理想支承特性,建立了带转动约束和竖向弹性支承边界的主梁模型,以模拟实际预制装配式铁路桥梁主梁,并引入基于对数正态分布模型的主梁截面初始不确定性参数。通过力法原理推导了该主梁挠度影响线的解析表达式,进而提出考虑边界非理想的铁路梁损伤识别方法。采用实测某装配式三跨连续组合梁桥挠度影响线,评价了该桥的承载能力,同时对所提方法进行了验证,并研究了挠度影响线测点位置、局部损伤位置与程度、测试噪声对主梁挠度影响线的影响。结果表明,基于所提影响线指标可以定位、定量边界非理想的装配式铁路连续梁桥某跨及其临跨的局部损伤,且更易于识别主梁跨中与纵梁结构损伤,指标抗噪性良好,实测影响线可用于评价装配式连续梁桥中支座连续性强弱,本文方法为实际铁路桥梁的挠度影响线分析与损伤识别提供理论借鉴。