某曲线桥的静力极限承载性能分析与优化设计

钢-混凝土组合结构由于具有减小构件截面尺寸、增加构件和结构的延性等优点被越来越广泛地应用于城市桥梁中,其中钢箱梁加混凝土桥面板的组合形式是现在应用很广泛的一种形式.北京南站进站立交作为北京南站改扩建工程的一部分,其结构形式为曲线型钢-混凝土组合梁.出于对建筑美观和安全等因素的考虑,该桥的设计较为保守,构件截面较大.采用了通用有限元软件ANSYS分析了该桥一个分联的极限承载能力,并对该分联进行了优化.优化结果表明:对于该钢-混凝土组合梁桥,跨高比最大可以取31.8,并满足静力承载要求.     

曲线钢-混凝土组合梁桥的曲率与跨高比相关关系研究

对于梁式结构,跨高比是概念设计中需要考虑的重要因素之一,目前直线型钢结构、混凝土结构以及钢-混凝土组合结构梁式的跨高比都有相关研究,对于曲线形钢-混凝土组合结构的跨高比研究尚不多见.曲线形钢-混凝土组合结构的跨高比的一个重要特点就是与曲率有关,本文结合北京南站进站立交一曲线型分联,使用通用有限元软件ANSYS对其进行分析及优化,研究了该分联的设计情况下的跨高比与曲率之间的关系.     

曲线钢-混凝土组合梁桥的跨度与桥梁刚度及设计跨高比相关关系

目的结合算例对组合梁进行研究,为相关工程应用提供参考,以期使结构截面尺寸减小,刚度增加,稳定性和耐久性增强,动力性能改善．方法以北京南站进站立交-曲线型分联为基础,使用通用有限元软件ANSYS,在ANSYS中建立了整体有限元模型,通过改变跨度分析计算,研究了跨度与整体刚度以及跨高比之间的关系．结果通过结合算例分析计算,得出了静力作用下组合梁桥的位移、设计跨高比随着跨度的变化关系．和不同跨度影响下的位移分布．结论通过分析计算得出,随着跨度的增加,位移呈非线性增长趋势,跨中转角也呈非线性增长趋势;跨高比呈先增加后减小的趋势;对于该曲线形式的组合梁,存在最优跨度,在此时结构的跨高比最大,结构的设计最为合理．     

有轨电车曲线钢-混组合梁桥施工有限元分析

采用Midas有限元软件,利用钢-混联合截面法,建立曲线钢-混组合梁桥精细有限元模型,根据施工阶段划分,开展有轨电车曲线钢-混组合梁桥施工全过程分析。结果表明,5个控制截面的16个施工阶段结构应力、挠度、空间变形和支反力均满足施工规范要求。分析成果为曲线钢-混组合梁桥的安全施工提供指导。     

郑州某悬臂施工连续梁桥预应力优化

以郑州某跨南水北调桥梁为工程背景,基于最小弯曲能量法对原设计中的预应力钢束进行优化,并利用通用有限元软件对该桥重新建立三维模型,通过与原设计方案模型的位移、应力等数值进行对比和分析,得出较优解,使得结构在受力性能上更加良好,且钢束的合理优化使钢绞线用量降低,从而降低工程结构的造价,同时为桥梁的优化设计提供参考.     

混凝土板拉桥详细有限元分析

板拉桥以预应力混凝土刚性板代替柔性拉索,与普通斜拉桥相比,在拉索的防腐、疲劳、振动等方面具有诸多优势.本文以独塔单面板拉桥--广东番禺沙溪大桥为工程背景,采用大型有限元计算软件ALGOR建立完整、详尽的全桥组合有限单元模型,对板拉桥的施工阶段和成桥后荷载作用下的力学行为进行分析研究,探讨了混凝土收缩、徐变、体系升降温和四种活载加载模式对沙溪大桥施工的影响.通过分析可以看出,沙溪大桥的施工过程是合理的,收缩、徐变和温度效应对预应力混凝土板拉桥的变形及内力有很大影响.     

网架结构的优化设计及极限分析

本文编制了网架结构优化设计和极限分析的计算程序，并对网架结构进行了分析，通过实例，将结构的优化设计和极限分析有机地结合起来，从而提高了网架结构的极限承载能力。     

曲线箱梁桥均匀温度变化效应分析

温度荷载的作用是造成曲线箱梁桥工程问题的主要原因之一。文章运用曲线梁桥的微分方程,详细分析了混凝土曲线箱梁在均匀温度荷载作用下的效应,推导出了单跨曲线箱梁在径向受到约束时受均匀温度荷载作用产生的支反力及内力计算公式,并利用公式及有限元软件进行实例计算,验证了公式的准确性,得出了曲线箱梁桥在均匀温度荷载作用下,径向反力的大小与桥梁半径的二次方呈反比例关系,与桥梁的刚度、轴线圆心角呈正比例关系,即桥梁的半径越小,桥梁越宽,圆心角越大,桥梁的径向反力越大的结论,为解决曲线箱梁在均匀温度荷载作用下的工程问题提供理论支持。     

大跨钢-混凝土组合楼盖的优化设计

针对大跨度钢-混凝土组合楼盖的经济适用工况和优化方向,以重要参数为基础,对大跨钢-混凝土组合楼盖的优化设计问题进行研究.在优化分析时,以组合楼盖的经济等效用钢量为目标函数,变量包括钢梁截面尺寸、钢梁间距和混凝土翼板厚度等8个参数,约束条件服从塑性设计理论、规范规定和工程经验.在不同跨度和可变荷载下,利用广义简约梯度(GRG)算法求解获得经济等效用钢量最小的组合梁截面.根据优化结果,跨度小于60 m、可变荷载小于6 kN/m²的组合楼盖能够有效地发挥组合结构的组合作用,具有较好的经济效益.对于传统组合楼盖经济适用性不强的超大跨楼盖,从提高腹板承载效率的角度,可以使用波形钢腹板组合楼盖体系,考虑张弦梁受力高效的优点提出新型弦支组合楼盖体系.     

连续拱梁组合桥的设计与结构分析

对蒙山大道桥——五跨连续拱梁组合桥的设计过程进行了详细的介绍,并对本桥建模计算进行了深入分析与研究.结果表明:体外预应力的设置与否对主拱拱脚水平反力影响显著,为类似桥梁设计提供参考.     

多跨系杆拱桥极限承载力影响因素

为求得多跨系杆拱桥的稳定系数和安全储备,建立了多跨系杆拱桥的空间有限元模型.通过特征值屈曲分析,得到了成桥状态各工况的稳定系数,并分析了横撑刚度和数量对稳定系数的影响.考虑材料非线性和几何非线性的极限承载力分析,得到了成桥状态的活载稳定系数和恒载稳定系数,并分析了风荷载、温度作用、荷载布置和初始缺陷对稳定系数的影响.分析结果表明,特征值屈曲分析可以提供结构极限承载力的合理估计,横撑刚度对结构稳定系数的影响较横撑数量的影响要大;极限承载力分析过程中主拱四分点部位和跨中部位首先进入塑性状态,静风荷载对结构稳定系数的影响较温度作用和初始缺陷的影响要大.     

温度荷载下曲线连续梁桥的受力分析

介绍了曲线连续梁桥是城市立交桥中广为采用的一种形式 阐述了曲线连续梁桥荷载与结构上的复杂性以及工程中对该类桥梁的分析与设计尚存在的不足 针对深圳市某曲线连续梁桥在成桥运营两年后突发的整体滑移事故,分析了该桥在温度荷载作用下的受力特性.在充分考虑了材料特性、结构构造和温度荷载分布情况下,建立了有限元模型,基于该模型分析了各主要部分的受力,分析了曲梁与橡胶垫间的接触滑动作用.得出的结论可为进一步分析该桥的破坏机理提供依据.     

近断层方向性效应地震作用下曲线梁桥试验

为研究近断层方向性效应地震对曲线梁桥的影响,以一座曲线梁桥为研究对象,设计制作了缩尺比例为1∶10的全桥物理模型,选取破裂前方区域(forward region,FR)、破裂区域(middle region,MR)和破裂后方区域(backward region,BR)地震动,进行地震动模拟振动台试验。试验结果表明:FR地震动和MR地震动作用下曲线桥地震响应较BR地震动显著;单向激励时,MR地震动作用下结构响应明显,双向地震激励时,结构响应则和曲线桥与破裂方向相对位置有关;曲线桥垂直于破裂方向单向激励时,主梁绕固定墩产生水平转动,双向地震激励时,FR地震动和MR地震动作用下主梁的转动效应较BR地震动显著;相对于BR地震动作用,FR地震动和MR地震动对桥墩切向位移的放大作用大于径向位移的放大作用;曲线桥垂直于破裂方向时,主梁更容易产生转动,使得支座位移响应和梁端位移响应在低墩处显著,在抗震设计时,应合理分析避免支座脱落或落梁.     

某空腹式双曲拱桥承载力现场测试与分析

为检验在役双曲拱桥的承载能力与动力特性,对某净跨为36 m空腹式双曲拱桥进行了静载试验、动载试验及空间有限元分析。测试结构的静态应变、动态应变、挠度、自振频率、振型及加速度等结构反应,计算得出冲击系数。将实测结果与有限元结果进行对比分析,结果表明：应变校验系数为0.5~0.9,结构具有较好承载力。实测的各阶频率及相应振型与有限元计算结果比较吻合,桥梁整体竖向刚度较好。     

多跨曲线桥在集中荷载和变温作用下横向位移

应用在集中荷载和均匀变温作用下一次超静定曲线梁的跨中位移公式，对实际曲线桥进行分析求解。得出在均匀变温和各支撑柱顶部摩擦力共同作用下实际曲线桥跨中横向位移。并根据实际曲线桥结构建立有限元模型，将有限元解与应用结构力学方法求出的解析解进行比较，结果表明了这种计算方法的有效性和可行性。     

基于有限单元法的钢-混凝土组合梁截面优化设计

给出了钢-混凝土组合梁截面计算机辅助优化设计的有效方法，以有限元结构分析和优化算法相结合为手段，提出了一种符合实际情况的钢-混凝土组合梁的剪力连接模式，建立钢-混凝土简支组合梁有限元分析模型、优化参数模型，优化数学模型，用ANSYS的参数化设计语言编制了分析文件和优化控制文件，经计算获得钢-混凝土组合梁最优截面形式．该方法的优化效果显著，并且效率高，可广泛应用于钢-混凝土组合梁截面优化设计工程．     

Study on optimal design to improve auto-body structural crashworthiness

In this paper the optimal model of the main energy absorbed structure in an auto-body “front rail”,based on structural crashworthiness is built. For an optimal design on structure crashworthiness, the new method is based on a response surface model and Pareto GA, which improves the efficiency and flexibility of an optimal design, that is brought forward. The traditional optimal method can not be applied in the design of an impact structure due to the high nonlinearity and large time cost of crashworthiness FE analysis. So the method of an optimal design based on crashworthiness is brought forward. After constructing the response surface model of auto-body crashworthiness, the Pareto GA can be applied to find the multi-objective globally. The optimal solution set can then be used to provide many scheme combinations for choice structural parameters. To acquire the optimized structure parameters on front rail crashworthiness, this simplified model of an original design is built. After studying various ways of reinforcing the cross-section to control the structural failure mode, a better method has been found. On the precondition of not increasing the mass of the structure, an optimal design of the front rail is performed further. Finally, the optimized scheme is implemented in the full-car impact analysis and crashworthiness is studied. With proper measures to control deformation of the front rail structure the crashworthiness can be improved with minor structural modifications.     

支架法现浇连续箱梁的支架设计

结合宁波观庄互通式立交工程的连续箱梁,介绍了支架法现浇连续箱梁施工的支架工程施工设计的方法和内容。