基于ANSYS的超大跨度斜拉桥的索力模拟

目的基于ANSYS平台建立斜拉桥的力学分析模型,实现已知索力的精确模拟,为进一步的分析计算提供依据,也为类似问题的ANSYS二次开发提供思路．方法考虑斜拉索索力之间的相互影响,根据矩阵分析的方法推导循环迭代公式,利用单元初应变或温度荷载模拟索力,并以某主跨1400m斜拉桥设计方案为算例,验证方法的可行性．结果采用常规循环迭代法,迭代30次后,索力误差仍有5％左右,而采用矩阵分析法,迭代30次后,索力模拟误差控制在1％以内,有效解决了索力模拟的收敛性问题．结论矩阵分析法是常规循环迭代法的推广,基于该方法的索力模拟方法精度较高,适用于超大跨度斜拉桥的力学建模．     

系杆拱桥的吊杆索力测试研究

分析了系杆拱桥吊索的受力情况。不同长度吊索的索力计算方法,应根据具体情况考虑边界条件。通过对某系杆拱桥索力测试与分析,并对该桥的吊杆索力其他测试结果进行比较,验证了计算方法的正确性。     

确定斜拉桥施工索力的正装计算法

提出了确定斜拉桥合理施工索力的正装计算法,该方法按照施工顺序只采用正装计算,通过最小二乘法最大限度地消除目标成桥状态内力的不闭合问题,求出各施工阶段的施工索力和立模标高,从而避免了传统的倒拆法中难以考虑诸如混凝土收缩、徐变和结构本身的非线性问题．通过实际工程运用,证明了该方法的有效性和可靠性,具有一定的理论价值和应用价值．     

基于温度循环迭代精确施加斜拉桥初始索力

为了准确施加斜拉桥的恒载初始索力,提出了一种基于ANSYS平台控制温度索力迭代施加的方法,从而精确施加斜拉桥初始成桥索力.以设计索力作为目标值,考虑斜拉桥几何非线性因素,初始索力以初始温度的形式施加到斜拉索上,运用APDL二次开发软件编制了斜拉桥成桥索力迭代计算程序,并将该程序应用于双塔双索面钢-混凝土叠合梁斜拉桥结构分析中.结果表明,桥塔两侧斜拉索的计算索力与目标索力误差均在5%以内,该初始索力迭代方法具有方便快捷和效率高的优点.     

大跨度系杆拱桥吊杆索力测试研究

文章以弦振动理论为基础,推导了系杆拱桥索力测试的实用计算公式,分析了影响测试精度的若干参数,并对吊杆的边界条件、有效计算长度以及抗弯刚度等影响因素进行了分析和修正。采用牛顿切线法迭代得出有效计算长度,该方法为同类型桥梁的索力测试提供了良好的参考价值。通过分析大量数据,实用计算公式得出的索力值和模型理论值很接近,完全能够满足工程实践的要求。     

预应力空间结构索力修正施工的分析方法

针对预应力空间结构中的拉索存在较大预应力误差问题,提出了索力修正分析方法,该方法的分析过程分两个阶段进行：第一阶段起点为结构的“零预应力态”,终点为结构存在预应力误差的“实测预应力态”,通过结构分析计算使各拉索存在的张力计算值与实测值相拟合;第二阶段起点为“实测预应力态”,终点为结构理想的“设计预应力态”,通过结构分析计算使各拉索的存在张力计算值与设计值相拟合,采用循环迭代的求解方法得到各拉索的施工张力修正值.工程算例表明,本分析方法可应用于预应力空间结构索力修正施工的仿真分析,利用其计算结果可使结构中的索力修正施工变得有序、简捷、准确.     

预应力钢筋混凝土安全壳侵彻数值模拟分析

应用显式动力有限元程序，对核反应堆预应力钢筋混凝土安全壳进行了卵形头弹体侵彻数值模拟分析。采用HJC混凝土累积损伤材料模型，采用分离式三维有限元计算模型，分析了预应力钢束及预应力对弹体侵彻过程的影响。     

现代数值计算与模拟技术在大学物理中的应用

讨论了现代数值计算与模拟技术在大学物理中的应用，并给出了两个具体应用的实例．     

预应力索网抑制屈曲钢板剪力墙力学性能分析

为解决薄钢板剪力墙受力上的缺陷,提出一种预应力索网抑制屈曲薄钢板剪力墙(CN-SPSW),它的工作原理为在钢板两侧交错布置预应力拉索,由拉索内预应力产生的回复力约束钢板面外变形.利用ABAQUS对单层单跨预应力索网抑制屈曲钢板剪力墙的抗剪性能进行数值模拟,分析在水平方向低周往复加载作用下,构件的抗剪性能及耗能能力.研究表明:索网为柔性约束,抑制较厚钢板的面外变形效果较弱,但对于大宽厚比的钢板剪力墙,预应力索网抑制构件的存在仍可显著减少钢板面外变形.针对宽厚比λ=1 000的CN-SPSW,相较于同尺寸的钢板剪力墙,其峰值承载力提高18%,耗能能力提高47%.参数分析表明索网抑制构件宜用于宽厚比λ大于600的钢板剪力墙中.     

索网静力分析的加权残数法

将加权残数方法应用于索网结构这一几何非线性问题，推导基本公式，应用非线性最小二乘问题最优化点方法求解非线性代数方程组。     

预应力对体外预应力简支钢梁自振频率的影响

利用有限元方法建立了体外预应力简支钢梁的有限元模型,对不同预应力值及预应力筋不同偏心距布置条件下简支钢梁的自振频率进行动力仿真分析。通过仿真结果分析预应力大小对自振频率的影响规律及影响程度,最后给出了预应力值与桥梁自振频率的定量关系,为开展预应力简支梁中有效预应力的识别提供了一定的理论支撑。     

大跨度悬索桥主缆线形及内力计算方法研究

随着悬索桥跨度的增加,几何非线性的影响愈来愈突出,因此如何在结构分析中合理、精确地考虑其影响,具有重要的理论意义和工程价值。本文具体阐述了大跨度悬索桥线形与内力计算所涉及到的成桥、空缆及加劲梁吊装阶段基本原理,并充分考虑了施工过程中主缆的温度修正,在此解析法的基础上编制了悬索桥主缆计算程序SUSP-CABLE,算例表明本文计算方法的正确性,可供广大技术人员参考。     

钢拱塔斜拉桥的温度耦合效应和索力预测

钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同,为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响,以某钢拱塔斜拉桥为工程背景,首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据,分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应;然后以斜拉索为研究对象,通过该桥的有限元模型升降温模拟,分析各部件温差引起的温度耦合效应对拉索索力的影响;最后以环境温度、主梁温度、桥塔温度为输入,索力为输出,利用长短期记忆神经网络对实测索力-温度数据进行映射,实现数据压缩和特征提取,建立温度-索力预测模型,再对网络模型输入新的温度监测数据,以预测索力。研究结果表明：主梁和钢拱塔温度变化具有周期性,且滞后于环境温度;主梁应变与环境温度的变化趋势基本一致但具有一定的滞后性,环境温度变化对拱塔倾角的影响很小且没有周期性规律;索力与环境温度呈线性负相关,且需要考虑斜拉桥各部件的温差所引起的温度耦合效应;长短期记忆神经网络对带有时序特性的数据训练效果好,建立的温度-索力关系模型准确度高,可用于该桥索力的实时预测。     

预应力钢管混凝土组合结构受弯构件计算理论及应用研究

针对普通钢管混凝土结构有良好的抗轴心受压性能，但没有明显的抗弯优势这种现象，提出一种新的组合结构型式--预应力钢管混凝土结构，它充分发挥预应力束的高强抗拉性能和钢管混凝土结构的良好抗压性能。在受力机理分析基础上提出了新结构的承载能力的计算方法，通过具体工程实例分析比较得出预应力混凝土结构具有良好的抗弯性能，大大扩大了钢管混凝土结构的应用范围。     

预应力混凝土结构中张紧弦式束筋索力静态获取方法与试验研究

在采用后张法建立预应力体系的预应力混凝土结构中,由于预应力损失各因素的影响,其索力当前值是未知的.为对其实际值进行精确度量,以便把握结构当前预应力储备状况等级,将自主研发的"预应力钢索张力测试仪"应用于大比例模型试验梁试验检测.综合考虑模拟边界修正条件并结合二级差测定法的误差修正技术,建立了基于静力学原理获得束筋索力的静力参数静载检测法.通过试验分析得出:索力测试值与真值的相对误差不超过6%,并且随着张力等级的增大而呈现减小的趋势.因此,该方法精度满足要求并易于工程中推广应用.     

已服役20年预应力结构现存预应力的试验研究

为了探讨在役预应力混凝土梁中现存预应力值,利用应力释放法对已经服役20年的预应力空心板梁进行切槽法试验。研究了不同的切割位置,切割缝间距对测点应力释放速度的影响;分析了切槽法释放混凝土工作应力随切槽深度、切割缝间距的变化规律,得到了梁体混凝土工作应力得以全部释放的切槽深度;利用数值分析软件建立切割深度与测点残余应力之间的拟合函数,从而推断出梁底表面的初始应力;根据推导的混凝土现存预应力的计算公式,将推导得到的初始应力代入计算公式,获得梁体现存预应力,通过这种方法实现对梁现存预应力的准确预估,以期对混凝土结构有效预应力的评估和桥梁结构评定方法提供一定的参考。     

考虑侧向约束的预应力混凝土超静定结构次内力计算及影响

由于侧向约束对超静定结构中预压力的传递以及二次内力产生的影响,有侧向约束的框架梁或连续刚构桥的预应力次内力计算比无侧向约束的连续梁次内力计算更为复杂.文中提出一种计算思路,把预加力分解为侧向约束引起的作用在柱上的预压力损失及作用在梁上有效预压力,结合等效弹簧模型及简化结构计算侧向约束预压力损失引起的次内力,利用约束次弯矩法计算有效预压力引起的次内力,然后进行叠加计算总次内力影响.通过实例分析了有侧向约束对框架结构二次内力的影响.结果表明,该影响随着梁柱刚度比减小而增大,忽略侧向约束预压力损失引起的附加二次内力影响是不合理也不安全的,文中方法能够满足工程实际中的精度要求,有助于预应力框架结构的设计和内力分析.