箱梁混凝土应力及有限元分析

针对箱梁混凝土开裂问题,分析了我国混凝土箱梁设计方法的不足,探讨了箱梁混凝土控制应力的取值方法.结合工程实例,应用有限元方法对施工阶段的箱梁模型进行了理论分析研究,并将监测断面上各测点的计算结果与实测结果进行了对比分析,从而保证了箱梁使用质量,有效地控制箱梁裂缝的产生.     

预应力筋张拉过程的数值模拟与监测

预应力筋的张拉顺序及张拉控制,关系到预应力结构施工阶段和使用阶段的安全。针对华中科技大学中心体育馆看台斜梁的预应力筋张拉,利用AN SY S有限元软件对张拉过程进行数值模拟分析,研究张拉顺序对混凝土预压应力和反拱值的影响,并与现场实测结果进行了对比分析。有限元分析与实测表明,对预应力筋分束张拉工艺可行,周边梁的预应力筋张拉对已张拉梁的预压应力及反拱影响不大,实测结果比考虑损失的有限元结果约小10%~20%。     

大跨度连续梁桥温度效应分析与实验研究

置于外界环境中的桥梁受到外界影响而产生的温度效应通常难以计算.结合美景大桥的监控工作,采用"时间-温度-变形-应力"同步的测试手段,对该桥箱梁的温度场及其效应进行了现场实测;运用有限元分析软件MIDAS CIVIL分析箱梁桥的温度场,验证了MIDAS CIVIL温度场分析结果的正确性.对比分析了理论计算值与实测值间的误差,更好地把握温度效应影响的大小,为桥梁施工监控中的主梁立模标高实时修正提供依据,并为预应力连续箱梁桥选择合适的合拢温度.     

基于有限元的波纹钢腹板组合箱梁疲劳损伤分析

针对波纹钢腹板组合箱梁（以下简称箱梁）的抗弯性能进行有限元分析,分析箱梁的静力位移、应力和应变结果,建立箱梁破坏损伤机理并得到应力薄弱点。同时,根据有限元分析结果,进行箱梁局部应力应变分析,得到箱梁不同水平下的疲劳寿命。最后,结合疲劳损伤和疲劳断裂理论进行箱梁的疲劳裂纹扩展行为及破坏过程和寿命预测研究,分析了正弦波疲劳荷载作用下箱梁中的钢腹板、PBL剪力连接件以及钢板翼缘等部件的疲劳裂纹萌生及寿命预测结果与试验结果吻合较好。研究表明：根据美国规范AASHTO2004中C类标准进行工程设计和疲劳寿命估算与试验符合较好,同时采用Palmgren-Miner线性累积损伤疲劳准则能有效地计算变幅疲劳载荷下箱梁的疲劳损伤及断裂破坏过程,为实际工程中箱梁疲劳性能设计提供参考。     

非对称悬臂施工曲线连续刚构桥不同施工阶段变形特性研究

曲线连续刚构桥的施工难度较大,施工过程中的受力和变形比直线桥更为复杂,所以以桐溪路景观桥为依托工程,利用有限元软件Midas/civil建立桥梁模型,研究其在不同施工阶段的变形差异情况,并与实测数据进行对比分析,以验证模型的正确性.结果表明,在桥梁对称施工过程中,箱梁竖向位移随悬臂长度的增加而增大,且边跨和中跨箱梁竖向...     

福建省某高速公路匝道桥梁体顶升有限元程序分析

应用有限元分析软件ANSYS建立了桥梁结构的有限元模型,模拟梁体顶升施工过程中箱梁本身及墩体的受力变形情况,对梁体顶升施工现场尺度的把握提供指导,增强了监测的目的性。     

焊接过程有限元模拟及实时监测评估

随着焊接理论研究以及计算机有限元模拟分析的快速发展,运用数值模拟计算和预测焊接残余应力的形成和分布已经可以获得比较理想的结果,但是由于焊接过程本身的复杂性和数值模拟的局限性,有限元模拟计算和实际测量的结果有时总是出入很大,因此焊接残余应力的实测仍然是有必要的.通过焊接过程的实时监测,对比焊接过程的有限元模拟结果,总结两者数值差异的原因,说明焊接过程的实际监测相较于有限元模拟的优越性,该实时监测技术可应用于结构健康监测系统.     

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.     

特大跨度连续梁桥箱梁偏位的有限元数值模拟

为了评估特大跨度连续桥箱梁段施工过程中发生的偏位对桥梁结构安全的影响,采用大型有限元分析（FEA）软件ANSYS,基于有限元理论的数值计算方法,对桥梁结构应力状态进行数值模拟.得出发生偏位与不发生偏位两种受力状态下危险截面正应力、主应力分布的变化.验算了变化的数值是否满足稳定极限承载力来衡量结果的可靠性.     

大吨位预应力时混凝土局部应力的测试与分析

大桥采用挂篮悬臂浇筑法施工,每个悬臂施工段张拉锚固两到四束纵向预应力束.为了掌握大桥结构局部受力情况,确保施工和结构安全,在橹尾撬大桥49#墩的2#块纵向预应力张拉施工时,测试了錨垫板附近箱梁混凝土的应变分布,进行了空间有限元分析,并对理论计算与实测进行了分析比较.     

宽幅矮塔斜拉桥主梁截面剪力滞效应分析

以某矮塔斜拉桥为工程背景,通过计算多种工况下的剪力滞系数来研究主梁截面的剪力滞效应。为了研究不同因素对于控制截面剪力滞效应的影响,选取了7个施工工况进行分析,采用有限元软件Midas FEA分别建立了相应的实体模型。在此基础上,使用有限元软件Midas Civil建立了其中5个工况所对应的杆系模型。从而计算分析控制截面的正应力和剪力滞效应。将实体模型的计算结果与现场实测应力值进行了对比分析,得出了一些对于宽幅部分斜拉桥施工应力监测有益的结论。     

预防连续箱梁施工裂缝的温度监测与有限元分析

研究混凝土浇筑初期内部温度应力不均匀分布特征和预防温度裂缝的有效措施,以西安至铜川高速公路渭河特大桥某0＃箱梁为研究对象,以MIDAS／FEA(multitier distributed applications services／finite element analysis)有限元分析软件为计算平台,采用有限单元法对施工期混凝土水化热温度场进行了数值模拟计算,分析了3种不同防裂工程措施的理论效果,并结合温度监测进行了工程措施的优化。结果表明:混凝土浇筑52h左右内部温升达到高峰,有无冷却水管的箱梁内部最高温度温差在10℃左右,在内外温差20℃左右时拆除模板时机较为恰当;箱梁腹板与横隔板交界处温度应力集中,设置冷却水管改善温度应力分布效果明显。与其他研究结果相比,采取温度监测与有限元计算全过程动态分析方法优化防裂工程措施效果较好。     

预应力箱梁结构的有限元分析

以某省会轨道交通预应力简支箱梁为研究对象,通过ANSYS有限元软件对梁体在静荷载和动荷载两种荷载作用下进行模拟分析,重点对动荷载作用下梁体的动态响应进行分析,通过对设计规范要求、现场实测数据与计算结果进行对比分析,达到对箱梁结构合理性进行评定的目的,同时也为预应力箱梁现场施工提供参考.     

大跨度空间钢结构施工模拟及监测技术

大跨度空间钢结构施工过程中的路径和时间效应对其内力发展和变形变化影响较大,应加以考虑和控制。本文以某异形曲面空间网格管桁架结构为工程背景,对实际施工过程进行应力变形监测,并采用有限元软件ANSYS,对主体钢结构进行施工全过程有限元模拟,通过对比分析实际监测值与模拟值,揭示施工过程中结构的应力与应变变化规律,判断施工过程中结构的安全与稳定性,为以后此类建筑的深入研究提供参考。     

基于ANSYS的不平衡日照混凝土箱梁温度场分布研究

混凝土薄壁箱梁温度场受地理位置、风速风向、太阳辐射等多方面因素影响,而箱梁温度场分布又很大程度上决定了桥梁所受到的温度应力.本文以佳县黄河大桥为背景,针对左右两侧日照辐射不平衡的箱梁,通过现有地理资料与有限元软件进行了模拟仿真计算,最后与实测温度场数据对比,验证了模拟仿真计算结果的准确性,得到了各时刻箱梁截面在此种日照下的温度场分布,并利用有限元模型结果分析确定了此类桥梁薄壁箱梁各构件温度分布规律,可以为今后此种桥位箱型截面桥梁温度场计算提供参考.     

大跨斜拉桥合龙现场偏差处置方案

以几内亚Boffa省一斜拉桥为例,对现场合龙过程中遇到的合龙段偏短问题进行分析. 以无应力状态法为基准,采用有限元软件进行模拟计算,并结合现场实测数据,针对性地拟定合龙方案. 计算及实测结果表明:以现有合龙段选取非低温时段进行直接合龙,对该斜拉桥合龙状态影响较小. 该方案可以确保大桥安全实现合龙,并对其他大跨斜拉桥施工中的类似合龙问题处置提供一定的参考.     

现浇箱梁施工过程模板支撑内力实测研究

本文探讨现浇箱梁模板支撑体系的承载机理,建立现浇箱梁模板支撑体系的设计方法和施工程序,对控制其施工垮塌事故具有重要意义.采用钢弦式应力传感器,对施工中的箱梁模板支撑的内力时程进行两轮实测.箱梁浇筑采取两次工艺,第一次浇筑箱梁底板和腹板,第二次浇筑箱梁顶板和翼缘板,两次浇筑时间差3～5 d不等.分析监测结果表明:模板支撑的内力在第一次浇筑过程中显著增大且分布不均匀,而第二次浇筑过程中支撑内力增长不显著,且各支撑的内力增量呈均匀特征.建议在进行现浇箱梁模板支撑系统设计时,适当考虑两次浇筑对模板支撑系统的有利特性,改进设计方案,并强化第一次浇筑期间的施工管理,从而提高模板支撑系统施工的安全性和经济性.     

非对称悬臂施工曲线连续刚构桥不同施工阶段应力变化规律研究

结合工程实例——湖南省长沙市大王山旅游度假区桐溪路景观桥,采用有限元软件Midas/civil,对非对称曲线连续刚构桥在不同施工阶段的应力进行计算与分析,得出非对称曲线连续刚构桥在不同施工阶段的应力变化规律。结果表明,在对称施工阶段中,各截面箱梁顶板和底板的压应力呈现出总体上升的变化趋势;在非对称施工阶段中,各截面箱梁顶板的压应力总体下降,箱梁顶板应力随悬臂长度的增加而减小,而箱梁底板应力随悬臂长度的增加而增大;合拢段在预应力钢束张拉完成后,截面应力增加了2~4倍;前一梁段浇筑后至下一梁段浇筑张拉后的截面顶板压应力相对增加值随梁段数的增加而在一定应力值范围内震荡;前一梁段张拉后至下一梁段浇筑后张拉前的截面顶板应力相对减小值随梁段数的增加在一定应力值范围震荡呈上行变化,而截面底板应力呈下行变化。     

宽幅矮塔斜拉桥最大悬臂阶段主梁受力分析

矮塔斜拉桥主梁不仅受轴向压力,还要承担相当部分的弯矩和剪力,所以其受力复杂,空间应力的不均匀现象十分严重。并且随着箱梁的宽度的增大剪力滞效应更加严重,施工过程中主梁截面剪力滞对结构的影响较成桥以后更大。本文以在建的江肇高速公路西江特大桥为研究背景,采用有限元理论,建立了拉索锚固区梁段空间有限元模型,分析最大悬臂施工阶段的主梁空间受力状态。分析结果表明该桥设置后浇段的施工方法在最大悬臂施工阶段主梁的受力状态合理,对同类桥型的设计和施工具有一定的参考意义。     

青银高速公路济南黄河大桥跨大堤桥施工控制

青银高速公路济南黄河大桥跨大堤桥为主跨140 m的预应力混凝土连续梁桥,为保证桥梁成桥线形和应力与设计一致,施工中采用了施工控制。分析了施工过程中主要工艺参数的控制技术。用自适应控制方法控制施工预拱度,通过实测信息,调整和修正有限元计算参数,借助应变测量,分析了实际结构的真实应力,使桥梁的施工质量处于受控状态,取得了理想的效果。