基于ANSYS的独塔斜拉桥非线性分析

论文以吉林临江门斜拉桥为实例,针对斜拉桥的高次超静定复杂结构,突破以往斜拉桥过于简化的建模形式,采用大型通用有限元分析软件ANSYS,建立了斜拉桥的三维实体有限元模型。考虑了材料的非线性本构关系、斜拉索的垂度、结构大变形和梁-柱效应对桥梁结构非线性的影响。论文给出了计算荷载工况下桥梁结构的整体变形图、斜拉索应力分布图、桥梁整体等效应力云图,分析结果为桥梁运营期间的检修与维护提供了重要的参考。     

中承式蝴蝶型系杆拱桥三角刚构区域应力分析

为明确蝴蝶型系杆拱桥三角刚构区域的应力分布规律,开展了三角刚构区域光弹性模型试验与有限元分析。结果表明:光弹性模型试验和有限元分析结果相互验证了二者的正确性。三角刚构区边拱拱腹、主拱拱背和转角处均出现局部拉应力,最大拉应力5.40 MPa;横梁节点拉应力较大位置主要集中在横梁边跨牛腿与混凝土主拱结合处、混凝土主拱与横梁上表面结合处、边跨牛腿支座处和主跨牛腿支座处,最大拉应力3.89 MPa,均超过规范限值。建议在三角刚构区的边拱空腹区域两端和横梁转角处等应力集中区域增设加腋和倒角过渡,同时拉应力较大区域加强受拉普通钢筋或预应力钢筋的配置。 更多还原     

高墩大跨曲线刚构桥最大悬臂与成桥阶段稳定性分析

以高墩大跨曲线刚构桥为研究对象,基于欧拉稳定理论,利用空间有限元法,考虑可能的不利荷载工况,对最大悬臂状态和成桥运营阶段的结构稳定性进行计算分析.结果表明:最大悬臂状态是施工过程中最不稳定的状态;对该桥结构稳定性起控制作用的是恒载,活载、风荷载、温度等对桥梁稳定影响不大或者比较小;在悬臂浇筑阶段,曲线刚构桥墩顶的横向位移显著增大,在成桥阶段时影响较小,尤其是风荷载的影响;得出高墩大跨曲线刚构桥墩高、曲率半径与稳定特征值之间的关系,为同类桥梁的设计、施工及线性监控提供参考.     

温福铁路昆阳特大桥梁拱结合部应力分析

结合温福铁路上一座跨径为(64+136+64)m连续梁拱组合桥的设计及施工,运用通用有限元软件ANSYS建立了该桥梁拱结合部的空间有限元模型,模拟了该部位在5种荷载工况下的应力状态,并就成桥后恒载作用下该部位理论计算应力与实测应力进行了对比分析,结果表明:计算应力与实测应力基本吻合,梁拱结合部内应力满足规范要求,且分布较均匀,结构总体受力合理.     

预应力混凝土连续刚构桥0号块空间分析

以水南特大桥主桥为研究对象,利用大型通用有限元程序MIDAS/Civil建立了该桥桥墩0号块的空间有限元计算模型,对0号块在施工阶段及成桥运营阶段两种工况下的应力进行了分析.计算结果表明,该桥桥墩0号块除在横隔板人孔部位略为薄弱外,其余部位均满足规范要求,计算结果已为该桥设计提供依据,对同类桥梁0号块设计也具有一定的参考价值.     

基于几何非线性的自锚式斜拉-悬索协作体系桥成桥索力计算

目的研究确定自锚式斜拉-悬索协作体系桥成桥状态时构件的空间位置和缆索的成桥索力．方法根据无应力索长和索力的概念推导了无应力索长的索力不变原理,提出了自锚式斜拉-悬索协作体系桥成桥索力的计算方法．结果运用该方法对大连跨海大桥的设计方案进行了计算分析,利用该方法计算得到的成桥状态下斜拉索和吊索的索力均匀,主缆线形平顺．除主塔附近的加劲梁由于索距较大造成弯矩较其他区域偏大外,其他区域弯矩分布均匀合理,加劲梁的最大弯矩为14716kN·m．主塔弯矩较小且塔顶水平变位接近于零．结论计算结果表明利用该方法能够按照要求得到该类桥梁的合理成桥索力,并且通过非线性迭代计算得到的缆索无应力长度可以直接应用于施工阶段分析．     

三塔结合梁斜拉桥几何非线性精细化仿真分析

随着斜拉桥跨径的不断增大,结构几何非线性的影响越来越明显.本文介绍了大跨径斜拉桥几何非线性的三个主要因素及其分析方法,通过有限元软件ANSYS,采用空间板壳和实体单元与梁单元相结合,完全按照实际的结构形式建立武汉二七长江大桥精细化空间有限元模型,分析其在恒载作用下的几何非线性效应.结果表明,非线性对主梁竖向位移影响最大,主跨跨中处达到25.6%,故进一步研究该桥在运营阶段主跨跨中位移在活载最不利工况下的非线性影响.本文的建模方法和分析结果对该类大跨径结合梁斜拉桥的设计和施工具有实际参考价值.     

黄河某特大曲线桥架桥机牛腿支承方案研究

黄河某特大曲线桥架桥机采用牛腿支承,牛腿预埋在桥墩中,为了保证施工中的安全,对牛腿部分进行有限元模拟,分析牛腿及附近混凝土应力情况。应力计算采用ANSYS通用有限元程序,针对计算结果,提出牛腿改进方案。对改进后牛腿进行应力分析,根据前后方案对比,得出改进后方案满足施工要求。并为其他桥梁施工中,牛腿的设置提供参考依据。     

旋压带轮的非线性有限元分析

建立了旋压带轮的有限元非线性计算模型,结合旋压带轮的几种典型工况进行非线性接触分析,得到4种典型工作位置的整体应力分布、接触应力分布及整体变形,并对带轮进行了动态特性分析,将其对应的临界转速与工作转速进行比较分析.该工作对旋压带轮的非线性有限元分析的研究与开发具有一定的理论参考和实际应用价值.     

基于整体建模的混凝土泵车结构强度分析与试验研究

以某5节臂的45m混凝土泵车为研究对象,采用实体单元与接触单元相结合的方法模拟各臂架之间的连接,板壳单元和梁单元用于模拟泵车其余结构,建立了整车有限元计算模型.通过力学分析得出了臂架水平且垂直于支撑点对角线时为泵车危险工况.在危险工况下对该泵车整体结构进行了有限元强度分析.计算结果表明:连接销处和臂架油缸支座处易发生大应力.根据计算结果进行了现场试验,试验结果表明计算分析与测量值相当吻合.     

大跨度连续刚架拱桥的地震响应研究

广州新光大桥是世界上第一座三跨连续钢桁拱与钢筋混凝土V型刚构结合的钢-混凝土组合体系桥梁,主桥跨度为(177 428 177)m.以广州新光大桥为例,研究地震动空间变化对大跨度连续刚架-拱组合体系桥梁地震响应的影响.地震空间效应变化考虑了桥梁支点间横桥向和顺桥向多点激励和行波效应,研究结果表明:在不同的地震激励下桥梁的地震响应特征截然不同,地震动的空间变化对主拱肋、V型刚架的影响很大,而对边拱肋的影响相对较小;且随着剪切波速增加,主拱顶相对拱脚的纵桥向位移逐渐减小,而边拱拱顶的纵桥向位移基本不受剪切波速的影响.     

高烈度区大跨度刚构桥梁的抗震性能研究

连续刚构桥梁由于其造价较低,目前在我国得到广泛的应用.但是在高烈度地区跨越峡谷时,其桥墩通常较高,此时其抗震性能如何将成为设计人员关注的重点.论文以一座91m墩高的连续刚构为例,对其地震响应进行详细计算和分析.结果表明,该型式桥梁具有较好的抗震性能.     

环境激励下大跨度连续刚构桥动力分析模型修正

为了快速准确地对黄河某特大桥进行损伤识别,采用了一种环境激励状况下,基于优化理论的有限元模型修正方法.首先通过振动测试,利用环境激励下的功率谱峰值法,获得模态参数.使用ANSYS建立桥梁的参数化有限元模型,选取灵敏度高的刚度参数,根据最优化理论进行迭代修正,最终得到了黄河某特大桥有限元修正模型.通过对有限元模型进行动力特性分析,结果表明:修正后模型的模态特征值与实测值吻合度更好,前20阶主要振型的频率误差基本在2%以下,精度较高;修正后,桥梁混凝土整体弹性模量确定在每平方毫米340 000～370 000N之间,箱梁刚度分布基本符合现场的表观损伤调查结果.在正常通车情况下即可检测桥梁,无需交通管制,相对传统的人工激励方式,不会对桥梁构成额外伤害;利用现有的有限元软件ANSYS,不用计算繁琐的质量、刚度矩阵即可进行损伤识别,适合于大跨度连续刚构桥损伤识别的应用.     

普通钢筋砼V形托架连续刚构桥的设计与思考

根据作者设计的工程实例，说明了钢筋砼V形托架连续刚构桥的设计思路及特点，重点阐述了在较大跨径中使用中此类桥型的计算特点。并经过与同类型的钢筋砼连续矮箱及斜腿刖构进行比较，提出了V形托架桥的适用范围等．     

刚构连续弯板桥空间有限元分析

随着高等级公路的兴建和城市建设的进一步发展,平面曲线桥梁应运而生,刚构连续弯板桥成为有力竞争桥型之一．为了研究刚构连续弯板桥的空间受力特性,本文结合一实例刚构连续弯板桥,针对平面软件分析弯桥的不足,首先利用通用有限元软件ANSYS进行整体建模分析,整体分析中不考虑普通钢筋的建模,接着用专业软件桥梁博士对截面进行计算复核．从实际运营情况看,复核结果是合理的．     

基于动力特性分析的刚架拱桥损伤检测及仿真模拟

桥梁结构的模态特性能直接反应桥梁各部分的质量、刚度分布特性。以某市二桥为例,通过桥梁现场模态试验,建立混凝土刚架拱桥空间结构有限元模型,分析桥梁模态特性和结构损伤之间的关系,重点研究横向联系体系对动力特性的影响。结果表明：成桥理想状态模型结构横向刚度较大,直至第7阶振型才出现横向振动,而桥梁运营过程中横向连接的损伤直接导致了该桥在模态试验中横向振型的密集及阶次提前发生。因此,该桥的加固设计需重点考虑横梁连接的补强问题。     

钢筋混凝土刚架拱桥的设计和受力特征分析

文章介绍钢筋混凝土刚架拱桥的使用情况、构造及关键技术,分析刚架拱桥的结构简化及受力特征.     

空腹式刚架拱桥总体施工方案

尤溪洲闽江大桥为国内首座预应力钢筋混凝土空腹式刚架拱,详细介绍了其总体施工方案的选定、优化及特点,提出了采用协作体系施工空腹式刚架拱的施工方案.实践证明,此种方案易于操作、可控性好、较为经济且能加快施工进度,可供同类桥梁施工时参考.     

施工阶段大跨径预应力混凝土刚构桥腹板开裂机理

进行了大跨径预应力混凝土刚构桥腹板开裂机理研究,基于弹性力学平面问题分析方法,推导了集中荷载作用下的板件应力函数表达式,绘制了不同受压边长与集中荷载长度比（d/a）下的横向应力曲线,拟合了集中荷载作用下构件的横向应力求解函数,构造了混凝土刚构桥腹板在预应力集中荷载作用下等效压力矩形的选取方法,并基于平面应力的表达式提出了在三维情况下沿预应力轴线的横向应力计算方法。通过建立某预应力混凝土刚构桥0~3#段实体有限元模型,分析施工过程中刚构桥混凝土腹板在不同等级预应力作用下的开裂情况。结果显示：有限元裂缝模拟与实桥腹板开裂范围一致,有限元应力分析结果下限值与推导的横向应力求解函数计算结果接近,变化趋势一致,印证了横向应力函数求解方法的正确性。     

Effect of concrete creep on pre-camber of continuous rigid-frame bridge

The effect of concrete creep on the pre-camber of a long-span pre-stressed concrete continuous rigid-frame bridge constructed by cantilever casting method was investigated.The difference of creep coefficients calculated with two Chinese codes was discussed.Based on the calculations,the pre-camber of a pre-stressed concrete continuous rigid-frame box bridge was computed for construction control purpose.The results show that the short-term creep coefficient and long-term creep coefficient calculated with the CC-1985 are larger than those calculated with the CC-2004,while the medium-term creep coefficient calculated with the CC-1985 is smaller than that calculated with the CC-2004.The difference of creep deformation calculated with these two codes is small,and the influences of concrete creep on the pre-camber for most of the segments are negligible.The deflections and stresses of the box girder measured during the construction stages agree very well with the predictions.