外伸端板高强螺栓受拉连接的计算分析

针对国内外关于外伸端板高强螺栓受拉连接的受力分析方法,研究端板刚性、弹塑性、塑性和T形件4种力学计算模型。端板刚性分析中将端板按无弯曲变形的刚性体考虑;弹塑性分析中假定受拉翼缘两侧的两排螺栓承担相同拉力,并考虑端板的部分塑性变形;塑性分析中每个螺栓的受力依赖于其本身的承载力,各排螺栓随拉力的增大依次达到屈服;T形件模型考虑端板的弹塑性变形,将受拉翼缘和螺栓简化为T形连接件。通过例题研究4种计算模型下高强螺栓受拉连接的计算方法,可为工程设计提供参考。     

倒T形盖梁简支梁桥桥面连续受力分析

为探究倒T形盖梁简支梁桥桥面连续结构的实际受力特性,文中通过推导其应力计算公式,定量分析造成桥面连续损伤的因素,并比较与传统桥面连续之间的差异。在此基础上,利用ABAQUS塑性损伤模型对倒T形盖梁简支梁桥桥面连续在荷载作用下的受力和损伤进行有限元模拟分析。结果表明倒T形盖梁简支梁桥桥面连续以弯曲受力为主,恒载会导致梁缝处发生较大破坏,理论公式计算结果与有限元模拟结果吻合较好,计算方法可以较准确的分析桥面连续在荷载作用下的应力,为同类工程设计提供参考。     

钢桁梁柔性拱桥稳定性分析

以广东省某钢桁梁柔性拱桥为例,基于拱桥稳定分析理论,采用有限元分析方法,研究了杆件刚度、桥面横向连系刚度、拱肋刚度,拱肋横撑形式、宽跨比等参数对拱桥稳定性的影响。研究结果表明:钢桁梁柔性拱桥的稳定性能较好,主要有以面外失稳为主,斜杆刚度变化对结构拱肋面外反对称失稳和拱肋侧倾失稳的影响最明显,结构的拱肋刚度变化对结构拱脚失稳的影响最明显;"K"形横撑较"X"形横撑及"一"字形横撑而言对提高拱肋横向稳定性有较好的作用,宽跨比对结构稳定性影响较大,选择适当的宽跨比对结构的稳定性有着重要的作用。     

宽翼缘预应力混凝土斜拉桥牵索挂篮设计与应用

为了满足宽翼缘预应力混凝土斜拉桥悬浇施工的要求,文章以无锡葑溪大桥牵索挂篮为例,针对该桥宽翼缘和宽桥面的特点,设计了一种宽翼缘同步施工式牵索挂篮。首先介绍了该牵索挂篮各构件的功能和运行原理,并建立三维牵索挂篮有限元计算模型,然后分析了其在各种工况下的变形和内力情况。计算分析表明,该挂篮能够满足宽翼缘斜拉桥悬臂施工的要求,对同类型桥梁悬浇施工具有参考价值。     

在役钢筋混凝土刚架拱桥动力特性研究

通过有限元软件,研究了在役钢筋混凝土刚架拱桥动力特性,采用子空间迭代法对结构振型进行参数敏感性分析,并通过现场测试进行验证。结果表明,对于在役刚架拱桥桥面恒载对于全部振型均有较大影响,承重构件刚度对于竖向振型频率影响明显,横隔板刚度对于桥面扭转振型频率影响明显,拱脚位移对于结构动力特性影响较小。     

欧洲规范EC3高强螺栓等效T形件的有效长度及承载力研究

本文介绍了欧洲规范EC3中关于高强螺栓受拉连接等效T形件的三种破坏模式及等效受拉T形件三种破坏模式下的承载力公式.研究了柱翼缘带有背板加强的T形件的承载力公式,通过与无背板加强T形件的承载力比较得出:柱翼缘受拉螺栓孔位置设置背板能够有效地提高T形件翼缘的抗拉承载力,增大柱翼缘的抗弯能力.最后,研究了端板塑性铰线分布模式以及等效T形件有效长度的取值方法.     

大跨钢桥桥面铺装结构受力分析

桥面铺装试验模型的横断面是两边各有一个闭口肋,中间有三个开口肋的结构,横向具有刚度不均匀性,不宜采用正交异性板弯曲理论进行计算。本文根据虎门大桥桥面铺装及室内试验模型的特性提出了钢桥面铺装力学分析方法,为钢桥面铺装设计与施工提供了一定的理论依据。     

混凝土时间依存特性对大跨刚构拱桥桥面线形的影响

混凝土收缩、徐变和强度增长等时间依存特性对复杂超静定结构的变形、内力和应力都会有所影响。文中以在建的广州新光大桥设计方案为例,应用大型有限元分析软件MIDAS建立该桥空间计算模型,计算分析混凝土时间依存特性对大跨刚构拱桥桥面线形的影响效应。     

型钢桁架K形节点的加固措施及试验研究

大连某工程在结构设计中采用了宽翼缘H型钢桁架结构,其中K形节点较多,在设计过程中,采用杆系程序计算时,强度和刚度能满足设计规范要求。目前涉及宽翼缘K形节点的资料较少,有限元分析结果表明,部分节点腹板强度不能满足设计要求,需要进行加固补强。为了验证节点加固补强措施的有效性,对宽翼缘H型钢K形节点进行了试验研究。通过试验,得到K形节点的工作机理、承载力、刚度及退化进程、延性、耗能能力和破坏特性等,为K形节点加固补强提供了设计依据。     

螺纹孔单边螺栓T形连接节点受拉性能研究(Ⅰ)——试验研究

单边螺栓连接技术广泛应用于钢梁与钢管柱的高强螺栓端板连接。通过试验研究了单边螺栓T形连接节点的拉伸性能,共发现3种破坏模式:T形翼缘完全屈服、T形翼缘屈服伴随螺栓断裂和螺纹破坏。试验结果表明:1)增加T形翼缘的厚度可以提高节点的极限承载力,并增大节点的刚度;2)即使在T形翼缘较薄时,螺纹孔仍可提供足够的锚固力以确保节点不发生螺纹破坏;3)增加螺母并不能提高T形节点的屈服强度,但可以防止翼缘屈服后上下翼缘板完全脱开;4)节点是发生螺纹破坏还是螺杆断裂,取决于螺杆直径与锚固螺纹长度的大小。     

子模型法在大跨径斜拉桥桥面结构分析中的应用

在对大跨径混凝土桥梁整体结构有限元分析的基础上 ,应用子模型法对大跨径混凝土斜拉桥梁桥面板局部进行了有限元结构受力分析 ,分析轴向不同位置桥面板结构的变形特点及应变状态 ,并与所建立的普通路面模型基层弯沉进行对比分析 ,从桥面板弯沉及应变角度分析大跨径混凝土箱梁桥面铺装对沥青混凝土的性能要求 ,并总结了大跨径桥梁桥面铺装的力学分析方法 ,为大跨径混凝土桥梁沥青桥面铺装的设计提供参考依据。     

大跨径斜拉桥动力特性分析

首先针对大跨径斜拉桥的结构特点,从主梁、主塔、斜拉索和边界条件等方面阐述了斜拉桥有限元动力分析的建模方法;然后以苏通大桥为例,用ANSYS有限元分析软件,对其成桥状态下的结构自振特性进行了分析.计算结果表明,该桥具有较好的抗震性能,但需要通过节段模型风洞试验检验其颤振稳定性.     

Shaking table model test and numerical analysis of a long‐span cantilevered structure

This paper presents an earthquake‐resistance study program of a long‐span cantilevered story building. The program consists of a shaking table test study and nonlinear seismic analysis using finite element modeling technique. A 1/30 scale model of the prototype structure was designed and manufactured and then tested via the shaking table facility. Dynamic responses of the prototype structure under different earthquake excitation loadings were simulated. Dynamic properties, acceleration, and deformation responses of the scale down model under different intensity levels of earthquake were studied. The dynamic behavior, cracking pattern, and the likely governing failure mechanism of the structure were analyzed and discussed as well. The seismic responses of the prototype building were deduced and analyzed in terms of the similitude law. Furthermore, elaborate finite element models were established, and nonlinear numerical analysis of the prototype structure was conducted. The errors in the seismic response of the structure caused by structural simplification of scale down modeling are found small, and the dynamic behavior of the structure was not altered in the earthquake excitations. This test study provides a benchmark to calibrate the finite element model and a tentative guide in seismic design of such long‐span cantilevered story buildings.     

动载作用下的大跨度双层斜拉桥组合梁桥面响应分析

采用全三维精细建模方法,建立了轻轨车辆及大跨度双层斜拉桥的耦合振动分析有限元模型,模型考虑了几何和材料的非线性,单元与节点数超过百万。采用接触均衡的并行计算方法在上海超级计算机曙光4000A上进行求解,解决了模型较大带来的计算困难。通过对车辆单向运行及双向汇车运行两种工况的仿真,分析了斜拉桥组合梁桥面关键部位桁架节点受力状态,得出了主、边跨中桥面节段的动力响应特性。     

土-桩-结构相互作用对大跨悬索桥动力特性的影响研究

本文以国内第一大跨桥梁———润扬长江公路大桥南汊悬索桥为研究对象,基于大型有限元分析软件ANSYS建立了该桥的三维有限元模型,其中采用质量-弹簧体系模拟了土-桩-结构的相互作用。以此为基础对润扬悬索桥的自振特性进行了分析,重点研究了土-桩-结构相互作用因素对大跨悬索桥动力特性的影响,与现场动力测试结果的良好吻合表明了有限元分析结果的可靠性。研究结果为大桥的损伤预警和状态评估奠定了研究基础。     

V型墩预应力连续刚构桥结构动力分析和试验研究

义乌市宗泽大桥主桥为三跨预应力混凝土V型墩连续刚构桥。为了检测桥梁结构的动力性能 ,对该桥进行了动载试验。采用四边型板单元的空间有限元方法对其进行动力有关分析 ,并与试验结果进行比较。结果表明 :该桥以竖向弯曲振动为主 ,且实测频率比理论值大。冲击系数的大小与车辆行车速度的相关关系不明显     

列车荷载作用下铁路斜拉桥索-梁相关振动研究

为了研究大跨度铁路斜拉桥的索-梁相关振动,基于拉索非线性振动理论,开发了有限元索动力单元,该单元在静力计算中为普通直杆单元,动力特性计算中可以计算拉索局部自振频率,动力时程计算中可以计算拉索非线性振动与整体结构振动的相互作用;编制了计算程序,建立了大跨度铁路斜拉桥有限元模型,同时使用索动力单元模拟斜拉索,最后研究了列车通过斜拉桥时梁、塔的带动下拉索发生索-梁相关振动的特性。结果表明:对于大跨度铁路斜拉桥,列车在设计速度范围内通过桥梁时索-梁相关振动不会导致拉索产生大幅振动。     

基于径向基神经网络的桥梁有限元模型修正

基于某预应力混凝土大跨刚构-连续梁桥的ANSYS有限元模型,提出一种基于径向基神经网络的有限元模型修正方法。该方法以不同设计参数条件下有限元模型模态分析频率作为输入向量,以对应的桥面单元、中墩、边墩的弹性模量、密度等设计参数修正值作为输出向量,利用径向基神经网络来逼近两者之间的非线性映射关系。结合该桥梁结构健康监测系统中加速度传感器监测的桥梁结构动力反应的加速度数据,利用神经网络的泛化特性,直接计算出有限元模型设计参数的修正值。研究结果表明:修正后的有限元模型能更真实地反映结构的物理状态,较好地反映该桥梁结构的真实动力特性。     

大跨简支窄系杆拱桥稳定性能分析

以某大跨简支窄系杆拱桥为例,建立了空间有限元模型,并对其进行了屈曲分析,同时研究了各部分构造对结构稳定性能的影响,总结出一些有用的结论,为优化此类结构设计提供参考。     

Modal analysis of suspension bridge deck units in erection stage

A long suspension bridge located in a typhoon region may be exposed to a high risk of wind-induced large vibrations during the construction stage because of its long construction period. The dynamic properties of the bridge in different construction stages therefore have to be well understood in bridge design, so that a proper wind tunnel test or further dynamic response analysis can be performed. To this end, this paper presents a detailed finite element modeling and modal analysis of the Tsing Ma long suspension bridge when the first few deck units are erected at the bridge midspan. The three-dimensional finite element model includes not only the deck units but also the main cables to which the deck units are suspended through hangers, the bridge towers, and the side span cables. The results from the numerical analysis show a clear picture of how dynamic properties are transformed from the tower-cable system to the tower-cable-deck unit system. The results indicate that wind-induced vibration of a cable suspension bridge during the construction stage may be more critical than that of the completed bridge. The predicted natural frequencies and mode shapes of the tower-cable-deck unit system are also compared with the measured results, and the comparison is satisfactory.