天津保定桥索塔锚固区钢锚箱空间分析

天津保定桥为独塔单索面钢箱梁斜拉桥,索塔锚固区采用钢锚箱结构。本文建立空间实体单元有限元模型,对索塔锚固区钢锚箱结构的应力状态和应力分布规律进行仿真分析。采用非线性接触方法模拟了钢锚箱中承压板与锚垫板之间的紧压密贴关系。结果表明,在最不利荷载组合作用下,钢锚箱的应力分布合理,索力传递流畅,承载力满足设计要求。最后提出了改善索塔锚固区受力性能的构造措施。     

混凝土自锚式悬索桥极限承载力影响因素

为了研究各种因素对混凝土自锚式悬索桥极限承载力的影响,采用弹塑性有限元方法,对一座跨径160m混凝土自锚式悬索桥的极限承载力进行了全面分析,研究了不同加载方式、混凝土收缩徐变、主梁和索塔配筋率、吊索安全系数、主缆弹性模量以及锚固端约束条件对桥梁极限承载力的影响.研究结果表明:加载方式、吊索的安全系数和锚固端约束条件对该桥极限承载力影响较大,而混凝土收缩和徐变、主梁和索塔的配筋率、主缆的弹性模量对该桥的弹塑性极限承载力影响较小,但对结构刚度影响较明显.     

变电站构架多支管空间节点有限元分析

文章以220kV风帆式联合构架变电站的多支管空间节点为背景,对节点进行了非线性有限元分析。在有限元分析中,对于2种荷载工况,研究了节点在1.5倍各工况设计荷载下的力学性能,分别得出节点在2种工况下应力云图、位移云图、荷载-位移曲线、破坏形式及极限承载力。结果表明,节点各区域应力均未超过材料的屈服强度,节点并无明显变形,节点在各工况下的极限承载力富余较大,节点设计安全合理。     

大直径钻孔灌注桩承载力试验研究

以某大直径桩基础工程为例,进行了5根Ф1500mm试桩的竖向与水平静裁荷试验,实测得到了桩的荷载．沉降曲线、不同桩身截面的轴力、水平力．位移．时程曲线、水平力位移梯度关系、临界承载力以及地基土水平抗力系数,探讨了大直径钻孔灌注桩的竖向荷载传递机理和水平荷载承载特性．试验结果表明：大直径灌注桩承载力由桩侧阻力与桩端阻力共同承担,但表现出很强的摩擦桩特征,这与桩长过长、桩底岩层较软以及成桩方法有关;在竖向荷载作用下,桩侧阻力由上至下逐步发挥,并逐步达到相应的极限状态;单桩水平最大位移可以取10mm。水平承载力可取900kN．建议采用位移控制设计此类桩基．     

循环荷载作用下拖曳锚极限抗拔承载力分析

在海洋工程锚固基础设计中,为了研究拖曳锚在风、浪、流等循环荷载条件下的极限抗拔承载力性能,分别利用理想弹塑性模型和刚体模型模拟海床饱和软黏土地基和拖曳锚,考虑拖曳锚与海床土之间的接触摩擦,建立二维拖曳锚承载力有限元计算模型.在循环荷载作用下,将Andersen提出的循环强度模型概念引入,分别对埋置深度和荷载循环次数对拖曳锚循环极限抗拔力的影响规律进行研究.结果表明:埋深对循环极限抗拔力的影响相对较小一些;而随着荷载循环次数的增加,循环极限抗拔力则逐渐降低且趋于平缓.具体数值计算结果与分析结论可为工程设计提供参考依据.     

抚顺万新大桥锚固跨应力分析

抚顺市万新大桥是一座自锚式混凝土悬索桥，其主缆采用单根连续的镀锌钢丝绳缠绕于梁端锚体上。利用有限元软件ANSYS对锚固跨在施工阶段和成桥状态的应力分布进行了分析，根据分析结果修改原设计方案后，锚固跨在各阶段的应力都能满足设计要求，运营状况良好。     

混凝土自锚式悬索桥的极限承载力研究

全面考虑结构的材料非线性和几何非线性，通过对一座跨径160m混凝土自锚式悬索桥进行全过程非线性分析，得到了结构的极限承载力。同时研究了材料非线性、加栽方式、约束条件对结构极限承载力的影响。结果表明，混凝土自锚式悬索桥的弹塑性极限承载力远小于弹性极限承载力，中跨加载情况的极限承载力与全桥加载情况相差不大，但主缆锚固端主梁的约束情况对结构的极限承载力影响较大。     

110kV户外GIS设备模块化装配式混凝土工字形基础研发

根据变电站户外GIS设备的布置形式及运行特点,提出设备模块化装配式混凝土工字形基础。针对已经投建的110kV变电站户外GIS设备进行模块化装配式混凝土工字形基础设计,采用有限元方法进行了两种极限荷载工况下的分析论证。结果表明,钢筋的最大Mises应力和预制件混凝土的最大主压应力均远低于钢筋屈服强度设计值和混凝土的抗压强度设计值;预制件混凝土的最大主拉应力为2MPa,大于混凝土抗拉强度设计值,但低于混凝土抗拉强度标准值,不会开裂;基础最大竖向位移分别为7.663mm和5.391mm,远低于DL/T5457—2012中容许值200mm的要求;GIS设备装配式基础整体最大沉降差分别为2.150mm和1.896mm,满足DL/T5457—2012中容许沉降差或倾斜0.002L(L为基础对应方向长度)以内的要求。     

无内腹板式钢索塔锚固区的力学性能分析

为了适应空间曲线塔柱的造型与受力,空间错位布设的拉索锚梁需要舍弃内腹板,增加自身长度直接焊接于索塔壁板。由于缺失了内腹板的对拉锚固作用,使得无内腹板式钢索塔锚固区的传力机理、承载能力具有明显特殊性。通过数值模拟方法对无内腹板式索塔锚固区进行弹塑性全过程分析,并用模型试验数据进行对比验证,研究无内腹板式索塔锚固区的力学性能并进行优化设计。结果表明,不设内腹板明显降低了拉索锚梁的刚度,无内腹板式拉索锚梁结构的极限承载力为11 130 kN,达2.8倍设计荷载,安全储备充裕,且未出现扭转现象。索力主要由拉索锚梁的支承板N1进行传递,支承板N1与索塔壁板间的焊缝是关键传力部位,可实现71%的索力传递,但此处易出现应力集中现象。增加边跨侧拉索锚梁B17支承板N1的厚度可改善结构的受力性能,有效减少应力集中。     

内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土柱-钢梁节点的静力性能

目的通过研究找出两类内置CFRP圆管方钢管高强混凝土柱-钢梁节点在单调荷载作用下的传力机制和破坏模态．方法设计了一栋采用内置CFRP圆管的方钢管混凝土柱的5层框架结构,利用有限元软件ABAQUS建立了三维有限元模型,对两类节点进行了单调荷载作用下的模拟分析．结果外加强环式节点的梁端弯矩主要通过柱角附近的水平环板和柱两侧外伸环板传递给柱壁和核心混凝土,水平环板有效宽度大约为0．5倍的柱宽度．外肋环板式节点的极限位移均大于外加强环式节点,尤其是外肋宽度大于40mm时更为明显．外肋环板式节点的极限承载力也高于外加强环式节点．结论设计节点的破坏主要原因是环板和钢梁翼缘交接位置出现局部屈曲,节点的极限承载力取决于梁的抗弯承载力,变截面位置作为整个节点危险部位,在设计中应进行计算和校核．     

噪声对相干衍射成像重构物体图像的影响

为探究噪声对物体图像重构的影响,在模拟的衍射图中加入泊松噪声和高斯噪声。改变信噪比,分析了扩展叠层扫描迭代算法迭代50次的图像重构结果。发现信噪比低于6时无法重构物体图像,信噪比为18时,可以恢复透射率为50%的物体图像。信噪比为22时,可以恢复透射率为10%的物体图像。结果表明噪声对透射率低的物体图像影响更大。信噪比大于22时噪声对不同透射率物体图像的重构均不再有影响。此研究为相干衍射成像算法的实际应用提供了理论指导。     

澳门-凼仔三桥正桥斜拉桥空间应力有限元分析

澳门-凼仔三桥正桥是一座竖琴式平行索面的预应力混凝土斜拉桥．由于此桥受桥下航道净空、两岸接线、斜拉索锚固点截面不能设置横梁、箱梁底板厚度有限、活荷载和自重较大等一系列条件的限制，加之结构复杂和预应力作用，有必要建立空间实体有限元模型进行应力分析．通过对澳门-凼仔三桥正桥的空间受力计算与分析，再现了大桥成桥时各种工况下各构件的应力和变形情况．     

大跨度斜拉桥索塔锚固区应力分析

斜拉桥拉索锚固区是索塔受力的关键部位,在斜拉索大吨位拉力及预应力共同作用下,受力十分复杂,保证其结构安全、受力合理是斜拉桥建造过程中的关键问题.运用实体有限元方法对某斜拉桥索塔锚固区进行空间应力分析,对比分析了3种不同工况下锚固区的受力特点及应力分布规律.分析结果表明,采用环向井字形的水平预应力束配置形式是合理的;在1 265 MPa的张拉控制应力下,各铜束应力都已经相当接近1 116 MPa,说明了预应力钢束的强度已经充分发挥,不宜再提高张拉控制力.     

考虑平面外倾斜影响的石拱桥数值模拟

为了研究平面外倾斜对石拱桥承载力影响,建立了石拱桥主拱圈及上部结构的三维有限元ANSYS模型,考虑主拱圈平面外倾斜,采用牛顿-拉普森法迭代算法计算桥面均布活荷载极限值,分析极限状态下主拱圈的受力及损伤状态,总结了主拱圈平面外倾斜对桥面承载能力的影响规律,为该类石拱桥的安全及损伤评估提供了理论依据。     

不同组合下高喷插芯组合桩抗拔承载特性试验研究

基于自主研发的大型桩基模型试验加载系统,采用砂雨法施工,对4种不同组合形式的高喷插芯组合桩（JPP桩）进行了抗拔承载性能对比试验研究。结果表明：1）JPP桩的不同组合形式对抗拔承载力有较大影响,下组合抗拔承载能力最高,其承载能力是分段组合II的1.1倍,是分段组合I的1.3倍,是上组合的1.4倍。2）极限荷载下,组合段所提供的总侧摩阻力中,下组合最高。3）在桩体上拔过程中,桩身轴力沿桩身向下依次递减;随着荷载的增加,桩身上部侧摩阻力首先达到极限值并趋于稳定,然后桩身中下部侧摩阻力逐渐发挥。4）侧摩阻力随桩土相对位移的增加而逐渐变大,在桩土相对位移较小时便达到较大值,桩身上部的侧摩阻力在达到较大值后趋于稳定,桩身中下部不同位置处的侧摩阻力在达到较大值仍有不同程度递增的趋势,总体上呈现出双曲线的分布形式。     

钢箱梁斜拉桥耳板式索梁锚固结构应力分布

为确保钢箱梁斜拉桥耳板式索梁锚固结构布置合理及受力安全,对这类关键构造部位在斜拉索索力作用下的应力大小及其分布规律进行研究.针对杭州湾跨海大桥北航道桥主桥钢箱梁索梁锚固节点,采用室内1∶3缩尺模型试验和空间有限元仿真分析相结合的方法,研究该型式索梁锚固结构传力途径及其各板件应力分布规律,并评价该结构构造的承载性能.实验与理论分析结果表明,这种索梁锚固构造在正常使用荷载作用下各板件应力分布合理、传力明确,在极限荷载下安全可靠.     

支座纵向摩阻力对济南黄河三桥受力性能的影响

为了探索支座纵向摩阻力对该桥受力性能的影响,对主梁的支座按照纵向约束刚度的不同设定了5种纵向约束工况来模拟支座的纵向摩阻力,分别分析各工况下恒载和活载在主梁控制断面和塔底产生的内力、塔顶产生的纵向位移、斜拉索索力等,总结出了不同纵向约束方式下桥梁受力性能的变化规律;然后根据该桥的荷载试验结果,确定了相对合理的纵向约束方式;最后提出利用该类型支座在以后此类桥梁的设计中需要注意的问题.该研究成果为使用此类型支座桥梁的计算分析提供了技术参考.     

多跨系杆拱桥极限承载力影响因素

为求得多跨系杆拱桥的稳定系数和安全储备,建立了多跨系杆拱桥的空间有限元模型.通过特征值屈曲分析,得到了成桥状态各工况的稳定系数,并分析了横撑刚度和数量对稳定系数的影响.考虑材料非线性和几何非线性的极限承载力分析,得到了成桥状态的活载稳定系数和恒载稳定系数,并分析了风荷载、温度作用、荷载布置和初始缺陷对稳定系数的影响.分析结果表明,特征值屈曲分析可以提供结构极限承载力的合理估计,横撑刚度对结构稳定系数的影响较横撑数量的影响要大;极限承载力分析过程中主拱四分点部位和跨中部位首先进入塑性状态,静风荷载对结构稳定系数的影响较温度作用和初始缺陷的影响要大.     

CFRP主缆与索夹间摩擦学性能试验研究

为研究悬索桥碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)主缆在索夹处的摩擦学性能,分析主缆与索夹间的摩擦接触特征,引用摩擦因数相关计算公式,分别进行平直接触及实桥接触下的当量摩擦因数试验.结果表明,CFRP主缆与索夹间的摩擦因数约为0.36,能满足抗滑移安全性能设计要求;径向挤压应力小于14.6 MPa时,CFRP丝与索夹的摩擦学性能比较稳定,径向挤压应力大于14.6 MPa时,摩擦因数有减小趋势;两种接触条件下,摩擦因数能较好吻合;理论计算偏于设计安全,适用于CFRP主缆与索夹间摩擦因数的计算.