基于Midas FEA的某简支空心板梁桥钢板加固仿真分析

以宝成铁路上某立交通道的简支空心板梁桥为工程背景,利用Midas FEA建立加固施工全过程有限元模型,考虑混凝土的材料非线性,计算得到了简支空心板梁桥加固前后及加固过程中关键施工阶段的结构受力,对比分析了简支空心板梁桥加固前后的结构变形、应力、裂缝宽度,同时讨论了顶升对加固效果的影响。计算结果表明：简支空心板梁桥粘贴钢板加固后,结构挠度、应力、裂缝宽度及钢筋应力均有一定幅度下降,但降低幅度较小;建议在粘贴钢板前对简支空心板梁桥进行顶升,增加钢板协同受力的程度,提高加固效果。     

基于铰接正交异性板法的铰缝损伤评估理论

为了定量评估空心板梁桥铰缝损伤程度,为后续维修加固提供决策依据,将单块空心板比拟成正交异性板,视空心板桥上部为铰接正交异性板结构,引入铰缝剪力与铰缝两侧挠度差关系式作为板间传力方程,建立二维可考虑不同位置、不同长度及不同程度铰缝损伤影响的铰缝剪力计算模型(HJSFM),并导出荷载作用下铰缝处剪力Fourier级数形式的解析解.在此基础上,以设计荷载和加大荷载下铰缝的损伤演化为依据,提出轻、中、重3级铰缝损伤程度评级方案(HJDRS),形成铰缝损伤评估模型(HJDAM). 以有限元模拟结果对本模型铰缝剪力计算值的正确性进行验证,并将本铰缝损伤评估模型应用于一座铰缝损伤的空心板梁桥. 研究表明,剪力计算模型得到的铰缝剪力的精度满足工程需要,并且该损伤评估模型可行.     

在役简支空心板桥静载试验的有限元分析

为了解某在役钢筋混凝土简支空心板桥运营的安全性,并为该桥的后期运营或加固改造提供判定依据,对该桥梁进行常规结构检测及静载试验检测,评估其实际工作状态及现有承载能力。采用梁格法和Midas有限元软件,建立相应的分析模型,计算各片梁横向分布系数及变形。静载试验结果和理论计算值的对比表明,该桥跨中截面应变、挠度均在规范容许范围之内,其结构刚度具有一定的安全储备,并处于弹性工作阶段;Midas有限元计算结果与铰接板法分析结果比较吻合,具有较高的精度。同时该桥的检测方法可为既有简支空心板桥的检测、加固的计算及分析提供参考。     

空心板梁桥铰缝病害分析和维修方法研究

通过对上海市绕城高速南段42座空心板梁桥铰缝典型病害的分析,总结了简支空心板铰缝破坏的病害特征,并结合病害特征综合分析铰缝损坏的原因.进一步对铰缝破坏的维修工艺进行研究,提出一种合理的铰缝维修方法,并通过维修前后板梁外观特征的检查和相邻板梁挠度差的定量测试对铰缝的维修效果进行评定,证明了该方法的有效性.从而为高速公路的简支空心板梁铰缝维修提供参考和建议.     

带人工塑性铰的钢筋混凝土单元框架的动力试验与系统识别

根据文献[1],在地震荷载作用下,钢筋混凝土框架可通过设计途径及构造措施(人工塑性铰)控制为最佳耗能机构。本文通过动力试验,研究了带人工塑性铰的钢筋混凝土单元框架在动荷作用下,机构的可控性及动力特性。同时,运用系统识别方法研究了这种框架的动力计算模型。并将其简化为单自由度非线性动力系统通过优化方法得到了精确度较高的动力计算模型,为结构直接动力分析提供了较好的计算依据。     

高墩大跨T构桥动力特性有限元分析

高墩大跨T构桥应用于铁路中，需要对其动力性能进行评估。文中以马水河大桥为例，运用ANSYS有限元软件，采用3种建模方法分别建立了动力计算模型，对该桥的动力特性进行计算分析，得出可供该类桥梁设计应用的结果；并且，通过建模方法的对比分析，为相关专业计算提供了具有参考价值的结论。     

基于模态参数指标的空心板梁桥铰缝损伤对比研究

模态参数反映结构动力特性,基于模态参数的损伤指标能反映结构动力特性的变化,可用于桥梁结构损伤识别。以模态参数构成的损伤指标众多,每个损伤指标通过自身的变化来识别损伤,但难以用统一标准对不同损伤指标的识别效果进行量化对比。针对空心板梁桥的铰缝损伤,提出一致性量化指标,从数据层面定量描述指标的损伤指示效果,便于各类损伤指标的对比和应用。首先根据模态参数损伤指标,构造一致性量化指标,定量描述不同损伤指标的识别效果;然后建立空心板梁桥及其铰缝损伤的有限元实体模型,模拟3种不同铰缝位置处的损伤工况,对每处损伤分别设置6种不同损伤程度;最后应用一致性量化指标对比各损伤指标的识别性能,总结不同工况下各损伤指标识别效果的变化规律。分析表明,一致性量化指标能够在不同工况下定量描述不同损伤指标的识别效果。     

简支空心板梁桥横向预应力加固方法及效果研究

为解决空心板梁桥单板受力问题,基于邢汾高速某简支空心板梁桥设计相似有机玻璃试验模型.分析了预应力筋的布置以及荷载的施加等几个因素对横向预应力筋加固简支空心板梁桥效果的影响,从图形和量化计算两个方面,直观地给出了模型的加固方案对比.试验结果表明:施加横向预应力筋加固效果明显,在梁底跨中部位施加预应力加固效果最好;张拉预应力大小并非越大越好,应与施加荷载大小相适应,才能达到最佳加固效果.     

基于荷载试验数据修正桥梁结构有限元计算模型的研究

以浙江省长兴县上莘大桥为对象,采用一般方法建立桥梁分析的初始有限元计算模型,根据桥梁交工验收荷载试验采集的静、动载试验数据,通过建立考虑变形、频率及振型等静、动力信息的多目标函数对初始有限元模型进行修正,得到能够反映桥梁结构真实状况的基准有限元模型.修正后基准有限元模型计算结果与不同静载试验工况下实测数值、动载试验工况下实测振动频率、模态等响应结果进行了对比,结果表明:利用桥梁荷载试验实测数据对桥梁有限元计算模型修正后,有限元计算模型计算结果与荷载试验实测响应结果均能保持一致,利用荷载试验数据修正桥梁结构有限元计算模型是可行的.     

锚喷混凝土加固小铰缝板桥研究

基于有限元理论,借助通用计算程序ANSYS对一实桥建立有限元模型,结合检测结果,分析了该桥在不同荷载工况下挠度、应力、自振频率以及振型特征的变化趋势,研究了加固前后桥梁结构的静、动力特性.结果表明:锚喷混凝土加固小铰缝板桥有效地降低板梁截面的应力和应变,提高桥梁结构的自振频率.由此可知,锚喷混凝土加固可提高结构的整体刚度,增强结构的抗弯及抗扭能力,改善桥梁整体受力特性,具有较高的推广应用价值.     

梁格法在桥梁上部结构分析中的应用

梁格法是桥梁结构空间分析的一种有效方法,但由于传统梁格法受模型及其网格划分和单元刚度计算高复杂性的条件限制,在桥梁结构电算方面未得到广泛应用.基于梁格法的基本原理,提出了宽翼缘上部结构分析的改进梁格模型,并总结了梁格单元划分和截面特性计算的一般方法,最后通过算例验证了该模型和方法的有效性.     

Vertical dynamic response of the ballastless track on long-span plate-truss cable-stayed bridges

An analytical model is presented to study vertical dynamic response of the ballastless track on long-span plate-truss cable-stayed bridges based on an explicit dynamic analysis method.In the model,the train,ballastless track and bridge are treated as a coupled vibration system with interaction.By simulating the dynamic process of the system,this paper discusses the distribution law of dynamic responses of the bridge deck and the bed slab.It shows the necessity of a base plate for the ballastless track on the long-span plate-truss cable-stayed bridge.Comparison of the influence of different train speeds and stiffness of the elastic vibration-damping pad on the dynamic responses of the bridge deck and the bed slab is also made.The reasonable stiffness value of elastic vibration-damping pad is proposed.     

钢桥交通振动计算方法与动力特性研究

针对正交异型钢面板的钢桥交通振动响应问题,提出一种新的计算方法.该方法对桥梁建立反映细部构造的板壳模型,以区别于以往的梁格模型;对车辆采用一种通用、简洁的有限元模型,可灵活地反映车辆体系;通过Newmark法求解桥梁与车辆的耦合振动方程.实例分析中对一座26 m简支钢桥的交通振动进行了数值模拟,结果表明：1）按板壳模型计算得到的挠度冲击系数与梁格模型的结果接近,应力冲击系数则略大;2）板壳模型反映的桥梁高阶振型对高频的速度响应计算结果有一定影响;3）三维车辆模型得到的桥梁振动冲击系数小于二维车辆模型;4）简支钢桥交通振动中挠度动力响应的卓越频率较低,主要与低阶振型相关,速度响应的卓越频率则延伸至较高的频段.     

空间梁格在多格式箱梁中的应用

梁格法是借用计算机来分析桥梁上部结构的一种比较实用有效的空间分析方法,但传统梁格法受模型及网格划分和单元刚度计算复杂性的限制,特别是在多格式箱梁中截面特性计算难度大,在桥梁电算方面未能得到广泛运用.本文基于梁格法的基本原理,建立空间梁格模型,文章最后通过算例验证了该模型的有效性和实用性.     

汽车荷载作用下曲线简支梁桥的动力响应

在建立6参数1/4汽车模型和每节点7个自由度的桥梁有限元模型的基础上,研究了汽车荷载作用下曲线简支梁桥的动力响应.通过数值模拟,分析了简支弯箱梁桥的动力特性,同时研究了不同的曲率半径、偏心距、弯扭刚度比、行驶速度等因素对动力放大系数的影响.结果表明：并非所有的前5阶桥梁自振频率随曲率半径的增加而增加;当参数改变时挠度和扭转角的动力放大系数的变化规律并不相同,相同条件下扭转角动力放大系数的变化较挠度动力放大系数的变化明显.     

Elastic-plastic seismic response of CRTS II slab ballastless track system on high-speed railway bridges

China railways track structure II (CRTS II) slab ballastless track on bridge is one kind of track structures unique to China. Its main bearing component of longitudinal force is the continuous base plate rather than rail. And the track-bridge interaction is weakened by the sliding layer installed between base plate and bridge deck. In order to study the dynamic response of CRTS II slab ballastless track on bridge under seismic action, a 3D nonlinear dynamic model for simply-supported bridges and CRTS II track was established, which considered structures such as steel rail, fasteners, track plate, mortar layer, base plate, sliding layer, bridge, consolidation, anchors, stoppers, etc. Then its force and deformation features under different intensities of seismic excitation were studied. As revealed, the seismic response of the system increases with the increase of seismic intensity. The peak stresses of rail, track plate and base plate all occur at the abutment or anchors. Both track plate and base plate are about to crack. Besides, the rapid relative displacement between base plate and bridge deck due to the small friction coefficient of sliding layer is beneficial to improve the seismic performance of the system. During the earthquake, a large vertical displacement appears in base plate which leads to frequent collisions between stoppers and base plate, as a result, stoppers may be damaged.     

干接缝节段拼装桥墩连续梁桥地震反应分析

根据已有的干接缝连接节段拼装桥墩的研究成果,采用集中塑性铰方法对一座节段拼装连续梁桥的抗震性能进行了分析,比较了节段拼装连续梁桥与整体现浇钢筋混凝土连续梁桥地震响应的异同。研究结果表明：节段拼装桥墩桥梁的位移响应大于具有相同骨架曲线的整体现浇普通钢筋混凝土桥墩桥梁的位移响应。集中塑性铰方法可以推广应用到节段拼装桥墩桥梁中进行抗震性能分析。