涵管直径对钢波纹管涵洞预拱度设置的影响

为了避免公路工程中投入使用的钢波纹管涵洞预拱度设置不足或者过大问题,防止出现下凹或上凸变形,避免涵洞过水、通行不畅或发生积水、钢波纹管钢材腐蚀、路基承载力降低,采用野外现场试验与有限元数值模拟相结合对钢波纹管涵洞预拱度设置进行了研究.结果表明:填土高度和涵管波纹形状等条件不变的情况下,预拱度随着涵管直径逐渐增大而减小;当填土高度发生变化,而其它条件不变的情况下,预拱度随涵管顶部填土高度的增加而增大;管顶填土高度对涵管预拱度影响显著大于涵管直径对预拱度的影响.     

钢波纹管涵洞管顶填土高度对预拱度设置的影响

旨在研究实际工程中预拱度设置过大或过小对管涵受力和变形的不利影响.通过现场试验和室内有限元数值模拟,研究了钢波纹管涵洞预拱度设置.采用有限元模型分析了管顶填土高度对预拱度设置的影响.结果表明:设置钢波纹管预拱度时,涵洞管顶填土高度为预拱度主要影响因素;预拱度的设置值随管顶填土高度的增加而增大.不同管径管涵的预拱度的变化的规律较为接近,管径对预拱度设置的影响较小;不同波形的管涵的预拱变化基本一致,波形对预拱度设置为非主要影响因素.     

简支梁正交异性钢桥面铺装层最不利受力分析

正交异性钢桥面板在大跨度钢桥建设中应用的越来越广泛。在实际荷载作用下,正交异性钢桥面铺装内的最大应力应变的位置和大小,是钢桥面铺装材料和结构设计的重要基础。文章围绕正交异性钢桥面板钢桥面铺装早期损坏严重问题,利用有限元方法建立了简支梁桥的整体模型,施加移动荷载确定桥面铺装层最不利受力位置,对简支梁桥的桥面铺装层最不利受力情况进行研究。结果表明:当车辆荷载后轴作用于近跨中21. 4 m处和桥面铺装内纵向22. 6 m处时,产生的纵向应力值最大;铺装层内横向最大拉应力发生在跨中附近腹板处桥面铺装层顶面,竖向最大拉应变位于横桥向3. 5 m,纵桥向最大压应力和压应变位于横桥向3. 8 m处,且铺装层各层的横、纵桥向最大应力均从顶层向下减小,而竖向最大拉应力从顶层向下则依次增大。     

玻璃钢夹砂管在不同疲劳状态下的力学性能分析

通过对玻璃钢夹砂管进行室内疲劳试验和静载试验,模拟涵洞受力状态下管涵疲劳性能变化情况,进而对管涵的力学性能进行研究.在动载和静载作用下,从管涵的剩余环刚度和应变、应力角度进行力学分析.试验结果表明,玻璃钢夹砂管随疲劳作用次数的增加,其应变、应力整体增长幅度平缓,同时管涵的环向与轴向均表现出拉压相反的应变状态.而剩余环刚度降低不显著,则表明管涵有良好的抵抗变形的能力.且其内外侧应力值均符合管涵的抗拉和抗压强度要求,层间的剪切效应不显著,出现裂缝趋势不明显.由此表明它完全符合公路涵洞实际应用要求.     

钢波纹管涵洞力学性能的有限元分析

金属波纹管涵具有施工工期短、造价低、对地基扰动小、对基础要求低、适应变形性能好等优点,特别适用于边远地区和多年冻土、软土等特殊地基区域的道路涵洞工程.目前,作为一种新型的道路涵洞形式.对钢波纹管涵洞进行野外现场力学性能测试存在许多局限性,为了克服其局限性,本文在钢波纹管涵洞野外现场力学性能测试的基础上,利用有限元力学分析程序对钢波纹管涵洞的受力变形作计算分析,将计算结果和野外现场实测值进行比较分析,建立合理的有限元力学模型,运用有限元法系统地分析钢波纹管涵洞的力学性能成为可行.     

新型矩形钢管混凝土柱节点轴压传力机制研究

针对在矩形钢管混凝土柱楼层节点区钢管内设置分配梁和内环肋这种节点新形式,研究分析该设置传力构件的矩形钢管混凝土柱轴压荷载作用下的受力机理,揭示其能有效协调钢管壁与内部混凝土的变形与受力,迫使钢管壁与内部混凝土共同承受外荷载的功效.试验验证表明,节点设置传力构件改善了矩形钢管混凝土柱的受力性能,在此基础上提出了传力构件分配梁的设计方法.     

顶板-纵肋焊接细节残余应力的松弛效应

为了准确把握钢桥面顶板-纵肋焊缝位置的真实拉、压状态和应力比对正交异性钢桥面板（OSD）疲劳寿命的影响,通过建立焊接残余应力与车载应力的耦合应力分析模型,构建焊接残余应力和车辆荷载耦合作用下的应力比、等效应力幅等疲劳参数计算方法,形成了焊接残余应力与车载应力的耦合应力精细化计算方法. 以江阴长江大桥为例,应用该方法,开展车辆荷载和残余应力场对疲劳损伤的定量分析. 案例分析表明,焊缝位置残余拉应力在叠加了以拉应力为主的循环车载应力后,纵、横向应力松弛大小均超过车载应力峰值,出现明显的应力松弛现象,而叠加以压应力为主的循环车载应力后,应力松弛效应不明显;与仅考虑车载应力作用下的焊缝位置应力状态相比,考虑焊接残余应力和车载应力耦合作用之后,压应力循环工况焊缝位置疲劳应力状态发生了本质变化,即由不需要进行疲劳验算的压应力状态变为拉应力状态;拉应力循环工况的疲劳状态虽未改变,但该状态下焊缝位置的疲劳寿命由无限变为有限.     

海河蚌埠桥大吨位支撑构件模型有限元分析

天津海河蚌埠桥主体结构为特异三维空间网状构造,受力复杂。桥梁在运营过程中的实际工作状态直接影响桥梁的安全性。在进行模型试验之后,使用有限元软件进行建模计算。与试验结果对照,以此评价本工程设计的安全性。通过分析,我们计算得到构件应力分布情况,研究了拉压荷载下撑杆的受力情况。而且通过对计算结果与试验数据的比较可以认为该拉压杆支撑构件能够满足受力要求。     

轴向拉压荷载对水泥胶砂传输性能的影响

采用轴向拉伸与压缩的方式,对混凝土最重要的组分水泥胶砂施加非破坏性的不同级别的荷载,研究在持续荷载作用下材料受力与碳化和氯离子侵蚀速度之间的关系.结果表明,在试验研究的应力区间内,拉压(应力)分别增加(降低)了碳化和氯离子侵蚀速度;应力对氯离子传输速率的影响比对碳化的影响更加明显;相对非破坏性的拉力荷载,压力荷载对材料的传输系数可能会产生相对较大的影响.     

岩石试样围压下直接拉伸试验

圆盘试样巴西劈裂是在拉压应力联合作用下破裂的,Griffith准则认为压应力小于3倍抗拉强度则对岩石拉伸破坏没有影响,这些问题都需要直接的试验验证.在50 mm×100mm试样两端粘结80 mm的拉头,置入液压缸中施加围压,拉头承受轴向载荷引起岩样拉伸;同时利用伺服试验机对拉头施加轴向压缩载荷,平衡其承受的部分拉伸载荷.通过改变轴向压缩载荷的数值,就可以得到不同围压下岩样的拉伸强度.尽管试验结果具有相当的离散性,但完全可以确认岩样拉伸强度随围压增大而减小,巴西劈裂强度低于岩石单向拉伸强度.岩石在压拉应力作用下发生的拉伸破坏可以利用应力之间的线性关系描述.     

圆管形波纹钢结构涵洞变形指标分析

鉴于波纹钢的柔性特点,该结构涵洞实施中应实时检测调整波纹结构断面变形,然而国内外各标准规范对波纹钢结构断面变形指标的技术要求不尽相同。为获取波纹钢变形控制研究方法、合理给定指标,采用ABAQUS有限元软件,通过控制波形与管径、覆土厚度等变量进行受力变形数值仿真分析。得出结论如下：相同波形相同孔径,壁厚增加,抗变形能力增强;相同波形相同壁厚,管径增大,抗变形能力减弱;区别于现有的模拟数据趋势,当水平变形和竖向变形与椭圆度的单调线性趋势改变时,呈现椭圆度增大、竖向椭圆态增加、最大等效应力不减反增的规律,同时,相当安全系数的范围缩小;当安装误差控制在（±1%D）以内,在荷载作用下,回填后波纹钢管体更趋近圆形,有利于荷载均布,形成土拱效应。     

路堤下盖板涵的竖向土压力分布

由于盖板在填土压力作用下发生挠曲变形,针对盖板涵对竖向土压力分布的影响,推导了盖板涵竖向土压力分布计算公式.假设盖板发生弹性挠曲变形,填土服从Winkler弹性地基条件,对盖板上修正的Marston填土涵洞竖向土压力分布进行了分析.结果表明,该修正公式考虑了盖板涵内外土柱差异沉降的应力集中效应,可计算由于盖板挠曲变形而引起的土压力重分布.通过对鹤大高速公路某盖板涵进行现场测试以及有限元数值模拟分析,结果显示盖板涵土压力的分布特点与本文理论分析相一致,且理论公式计算结果值与现场实测值吻合较好.     

公路高路堤支挡新结构盖板涵沉降与应力分析

公路高路堤支挡新结构是由薄壁挡墙、对拉钢筋、条形基础和填土组成,其内部受力复杂。由于排水的需要,在本结构内部设置了盖板涵,由于本结构构造及内部受力复杂,致使盖板涵的设置比常规路堤盖板涵的设置难度大。为了弄清盖板涵在这种特殊结构中的受力特点,本文应用有限元方法对公路高路堤支挡新结构盖板涵进行了详细的三维数值计算,得到了新型支挡结构盖板涵沉降及内部应力,并分析了该盖板涵沉降的变化规律和内部应力的分布规律。     

新型建筑用输水、煤气管

介绍了一种新型建筑用外镀锌内涂塑输水、煤气钢管的优良性能,将此种国产管与国外同类产品的质量和性能进行了对比,指出国产外镀锌内涂塑输水、煤气钢管的质量已达到世界先进水平,正常使用寿命可达100年以上,是我国可推广采用的产品。     

不锈钢薄壁波纹换热管强度的有限元分析

应用ANSYS有限元程序，选取空间壳体单元SHELL63，在相同内压下，对换热器设计中常用的两种不锈钢薄壁波纹管进行强度分析，得出二者一个周期内的径向应力、轴向应力和剪切应力的分布规律。有限元计算值与参考文献实验结论比较，表明计算值与实验值关于一个周期内轴向和径向应力的分布规律相同，有限元(ANSYS)计算结果可供波纹管设计、制造参考。     

基于有限元的输气管道热应力及影响因素分析

输气管道因热胀冷缩产生变形,继而会产生热应力,对管道正常运作造成威胁。本文采用有限元模拟的方法建立空间模型,对管道中产生的热应力进行计算,并就影响管道中热应力的因素进行分析。结果表明:管道热应力在忽略内外压时在管道环向上呈递进式分布,且随着管道内外温度值大小分布不同,最大主应力总是出现在温度相对较小的管壁面上;管外温度低于20 ℃时,管道壁厚增大,管道热应力相应减小,反之管道热应力先减小后增大;有固定端约束的管道其热应力最大值往往集中出现在固定约束处;一端固定的管道产生的热应力随温度变化较为剧烈,而两端固定和不加约束情况管道热应力变化相对平缓。     

薄壁波纹钢管混凝土柱局部屈曲性能研究

对一种新型的薄壁波纹钢管混凝土柱进行了低周反复荷载作用下滞回性能试验研究,然后利用ABAQUS进行模拟分析,分析了钢板截面宽厚比、长细比、钢板强度、混凝土强度等4个因素对薄壁波纹钢管混凝土柱局部屈曲的影响规律.试验结果表明:薄壁波纹钢管混凝土柱宽厚比、长细比基本与屈曲荷载成反比,钢板强度与屈曲荷载成正比,混凝土强度基本与屈曲荷载无关.     

上埋式高填土涵洞模型地基应力分布数值模拟分析

针对涵侧填土高度对高填土涵洞地基土中应力影响的问题,提出了采用数值模拟来探讨地基土中典型部位的土压力分布.分析不同涵洞结构形式、基础类型和涵洞侧面填土高度对地基土中应力的影响,研究地基土中典型部位的土压力分布.结果表明:涵洞结构形式对地基土中应力分布影响甚微;在距涵洞基础底部第一层土的中心点处,整体式基础较分离式基础相比地基应力增大约17%;随着涵侧填土的增加,地基土中应力的提高率先增加后减少,在涵侧填土为0. 3 m时,地基土中应力提高率达到最大值.     

天然气管道带气开孔补强结构的应力分析

为了探讨天然气管道带气开孔特殊开孔补强结构受压后的应力情况,利用有限元分析软件对天然气管道带气开孔5种模型进行了有限元建模及应力场分析.5种模型分别为整补、方补、仅焊支管、先焊支管再焊圆形补强圈和先焊支管再焊方形补强片.分析结果显示：整补和方补最大应力位于接管与补强片连接拐角处,其他3种模型最大应力位于主管开孔边缘下表面拐角处;在支管直径与主管直径之比为2/3,管内压力为0.6 MPa时,5种模型的最大应力分别为53.324 MPa、52.878 MPa、59.006 MPa、48.662 MPa和34.806MPa.对于20号钢和Q235材料,补强结构受压后符合强度要求.整补和方补最大应力相差不足1MPa,整补模型的下半瓦片对开孔接管处的补强效果不明显,一般情况下采用方补即可;而先焊支管再焊补强件较整补和方补,最大应力下降较多,补强效果较好;先焊支管再焊方形补强片的补强效果最好,建议在带气开孔中采用此方式.