超大直径无轴式摩天轮桥轮一体化结构设计分析

采用MIDAS 2012软件,运用数值分析的方法对在建的无轴式摩天轮与桥梁组合的结构进行了分析研究,此摩天轮结构形式为编织斜交网格钢结构。通过分析桥梁上部结构、下部结构及摩天轮结构设计及计算结果,研究、分析了无轴式摩天轮桥轮一体化结构设计模型,提出了无轴式摩天轮与桥梁结合的设计理念。分析结果表明:桥梁结构的变形、应力及稳定性能够满足相关规范要求,结构具有较高的安全可靠性;摩天轮结构变形、强度与整体稳定性也均满足相关规范要求,其安全性可以得到保证。     

钢纤维混凝土桩基承台的三维有限元分析

基于钢纤维混凝土(SFRC)桩基承台的模型试验,可以分析承台的力学性能,提出承台合理的传力机理,以及钢纤维的掺人对提高承台抗冲切承载力,延缓裂缝开展,有效降低承台厚度等方面的照著影响.由于桩基承台内部的应力分布属三维复杂应力状态,仅运用试验结果还无法对承台各部位进行精确分析.本文应用有限元结构分析程序对SFRC承台进行了全过程材料非线性计算,可以获得结点应力、位移等大量计算值,求解承台的开裂荷载、极限荷载及破坏时的位移应力场,分析承台的裂缝扩展情况和应力分布规律,以对比试验研究,为建立桩基承台合理的力学模型和设计方法提供理论计算依据,为钢纤维混凝土应用于桩基承台提供重要的参考.     

大型摩天轮施工模拟与应力监测

潍坊白浪河摩天轮是世界上首次采用编织网格形式的无轴式摩天轮,其施工采用搭设临时支撑体系的高空散装法。为保证施工的顺利进行,用MIDAS建立了潍坊白浪河摩天轮结构的有限元模型,对结构施工进行全过程模拟分析,绘出结构不同施工步下的最大应力曲线,以及部分节点在考虑路径效应的计算方法和一次性加载计算方法下的位移对比曲线。对施工过程中的摩天轮和临时支撑体系的应力进行跟踪监测,并与计算结果进行对比验证。结果表明,计算结果与监测结果吻合较好,变化趋势一致,证明了有限元模拟的正确性。     

某大型支臂钢索式摩天轮安装模拟分析

179摩天轮高179m,轮缘直径170m,建成后将成为世界最高的摩天轮。179摩天轮采用刚性轮辐(刚性桁架硬支臂)与钢索混合结构形式。大型摩天轮的安装方案与摩天轮的结构设计密切相关,因此,在结构设计阶段就必须制订合理的安装方案。179摩天轮采用立面旋转安装法安装,并对8个施工步独立静止状态进行有限元分析。借助有限元软件ANSYS来模拟分析计算硬支臂和轮缘安装后不同安装位置静止情况下的等效应力、挠度、结构屈曲,由计算结果可知,不同安装位置摩天轮的结构安全可靠。     

应力波在承台-桩系统中传播数值分析

通过应力波在承台-桩系统中传播有限元计算,分析了承台-桩几何尺寸、承台-桩材料特性对应力波传播图案及能量的影响,同时还讨论了激振频率、激振区域、接收点位置以及邻桩桩体反射波对测点信号影响。计算表明承台的几何尺寸对应力波在承台-桩传播影响很大。边界的反射波不再是单一的波,而是很复杂的波列,它不仅会影响承台表面测点的响应,而且还会在承台-桩交界面形成新的入射、反射,使得测点的桩身反射波形识别很困难。     

年温度差对摩天轮结构的影响分析

摩天轮结构在自然环境中经历一年四季的寒暑变化、骤然降温、太阳辐射等作用,温度的变化对该结构的影响普遍存在,主要体现在变形和应力两个方面。目前温度对摩天轮的具体影响程度并不明晰,考虑到摩天轮整体结构较大,结构形式较复杂,温度作用成为设计和施工中不可忽视的因素。本文以某高度190米的大型柔性摩天轮为研究对象,通过建立有限元模型,对摩天轮结构进行了静力学分析。计算结果表明该摩天轮结构在温度作用下的强度、变形及稳定性均符合规范要求。本文的分析方法与思路对类似结构的设计与优化具有较好的参考价值。     

白浪河大桥超大直径无轴式摩天轮的施工技术

结合在建的白浪河大桥及摩天轮工程,研究了超大直径变截面无轴式摩天轮与桥梁施工的关键技术,介绍了摩天轮施工的安装过程;采用MIDAS/Gen软件对无轴式摩天轮支撑体系进行模拟,结果表明:在考虑不同工况下,支撑结构杆件应力比控制在0.85以内;节点最大位移均小于H/500(H为高度),满足GB50017—2003《钢结构设计规范》的要求。通过现场施工与计算模拟研究,分析大直径无轴式摩天轮的施工安装的变形,保证桥梁施工的安全。     

桩基承台考虑桩土共同作用分析

本文综合应用弹性半无限体的布西奈斯克应力解、明特林应力解及地基沉降计算的分层总和法理论，推导出桩基承台考虑桩土共同作用的计算公式，并用实际工程进行了验证。     

关于桩基础承台设计的改进及技术经济评价

我们所设计的承台，一般都很厚。主要是为了使其具有极大的刚度，把柱与桩等连成整体，椐此计算桩顶的作用效应。因此承台的计算跨度与厚度之比均小于5，属于短梁。而对于重型承台，这个比值将小于2。即为深梁。现行承台设计均按一般受弯梁进行，这显然不符合承台的实际应力状态。     

斜拉桥承台-桩基-地基共同作用非线性有限元分析

考虑承台、桩基和地基三者的共同作用，以及土的塑性特征，采用三雏有限元对承台系统受力进行了非线性分析。研究了地基不均匀沉降随荷载增加的变化趋势，桩顸反力的发展过程，和塔柱承台及系梁的应力分布，明确了现有设计下承台系统的工作性状。并对不均匀沉降引起的次应力作了进一步的分析，得出不均匀沉降对承台应力尤其是系梁区应力的影响。指出合理的桩基设计，不但可以降低次应力还可以有效减少配筋率，克服因配筋太多引起的施工不便。     

桥梁承台的空间受力分析

桥梁承台设计过程中,配筋时的受力分析模型一般采用平面杆系模型,这样将得到偏于安全的计算结果,而不是承台的真实空间应力状况。如果需要确切了解承台的真实空间应力分布,空间块体单元模型能较好地解决这个问题。以某桥梁的承台为例,首先介绍了如何在ansys软件中建立该承台的空间块体单元模型,然后描述了其计算的过程,最后介绍了在该模型下承台的计算结果。     

基于理论及有限元模型的封底混凝土最大拉应力研究

基于某跨河大桥深水承台施工案例，论述了封底混凝土最大拉应力计算原理及计算方法，重点阐明了基于ANSYS有限元模型及平截面假定的有限元计算方法。对比分析理论及有限元模型的封底混凝土最大拉应力计算结果，明确了计算封底混凝土厚度时考虑桩基约束的必要性和合理性，工程计算宜采用桩基约束以固结形式施加的有限元方法，为类似工程计算提供参考。     

天津慈海桥摩天轮结构的稳定性分析

对摩天轮进行稳定性分析是为了保证摩天轮在正常运营及极限状态时都不会因失稳而破坏。稳定性分析包括轮盘稳定性和整体稳定性分析。计算内容包括静力计算、线性屈曲分析以及考虑初始缺陷的几何非线性稳定性计算。利用ANSYS软件计算了摩天轮结构的稳定性,结果表明,结构的稳定性满足规范要求。     

某深水港岸坡桩基码头设计方案有限元分析

岸坡码头中高承台桩基，其受力特点复杂，是一个典型的被动桩与岸坡相互作用问题。本文采用有限元数值模拟计算，研究了高承台桩基和岸坡土层共同作用的应力和变形，而且进行了多断面的方案比较研究，计算结果很好的反映出了高承台桩基受力变形特点。进而总结出高承台桩桩土共同作用变形的几点规律。     

半径大吨位宽箱梁转体桥承台与桩基受力分析

为得到采用转体法施工的桥梁在不同施工阶段上下承台以及桩基的应力分布情况,通过使用有限元软件ANSYS分别模拟了桩基施工、承台施工、承台钢束张拉及转体前等施工阶段的方法研究了转体法施工的桥梁在不同施工阶段上下承台及桩基的受力状态。结果表明：承台采用设置纵横向预应力的方式改善了大吨位转体桥梁上下承台及桩基的受力状态,避免了上下承台及桩基的开裂;经过计算降低了上下承台的厚度,减少基坑开挖深度;目前项目已顺利通车,从理论到成功实践,证实了设计的合理性及科学性。对类似大尺寸承台及桩基受力分析提供可靠的参考。     

桥梁索塔基础承台混凝土的温度应力计算与分析

通过对桥梁索塔基础承台混凝土的配合比,冷却水和施工养护等方面进行分析,测定承台的温度分布,计算不同龄期的混凝土的温度应力,结果表明合适的工艺措施使得承台混凝土的温度应力可以控制在合适的范围内,混凝土的温度裂缝可以避免。     

大体积承台混凝土温度控制措施

结合武汉天兴洲长江大桥大体积承台混凝土施工实例,分析了进行大体积混凝土温度控制的必要性,计算了浇筑大体积混凝土的最高温度及最大应力,并介绍了混凝土的温度控制措施及温度监测,可为类似承台施工提供参考。     

桩基承台考虑桩土共同作用分析

本文综合应用弹性半无限体的布西奈斯克应力解、明特林应力解及地基沉降计算的分层总和法理论．推导出桩基承台考虑桩土共同作用的计算公式,并用实际工程进行了验证。     

钢纤维高强混凝土二桩承台受剪性能及承载力计算

为研究钢纤维高强混凝土二桩承台的受剪性能，进行了12个钢纤维高强混凝土二桩承台受剪试验，变化参数包括承台有效厚度、钢纤维体积率、配筋率和混凝土强度等级。结果表明：承台发生剪切破坏；随着承台有效厚度和钢纤维体积率的增加，承台受剪承载力显著提高；底部纵向受力钢筋配筋率在0.39%～1.18%范围内增大及采用钢纤维高强混凝土可提高承台刚度和承载力。在此基础上，分析了钢纤维高强混凝土二桩承台受剪机理，基于修正压力场理论，考虑钢纤维在高强混凝土裂缝处的应力传递，提出了钢纤维高强混凝土二桩承台受剪承载力计算公式。与JGJ/T 465—2019《钢纤维混凝土结构设计标准》中给出的计算公式进行对比，文中计算公式计算值与试验结果吻合更好。     

无轴式摩天轮结构温度效应分析与合拢温度研究

无轴式摩天轮采用创新的固定立体环状结构形式,温度作用效应是其设计和施工中必须考虑的问题.结合潍坊市白浪河摩天轮,对无轴式摩天轮结构的温度效应展开研究.首先基于最大应力等效原则建议了太阳辐射下钢管构件有效温度的取值方法,并通过对整年构件有效温度监测数据的统计分析确定了分析时的最大温度变化幅度;然后采用有限元软件ANSYS对温度作用下的潍坊无轴式摩天轮进行模拟计算,分析了结构不同部位的位移和应力与温度之间的变化规律;最终根据极限温度下结构各部分的应力水平并结合施工进程确定了结构的最佳合拢温度.研究可为无轴式摩天轮结构的设计和施工提供技术支撑.