自锚式悬索桥自由振动研究

悬索桥自振特性分析是研究悬索桥抗风、抗震以及其它动力效应的基础．考虑加劲梁的压弯效应,计入大缆倾角和纵向位移的影响,基于大位移不完全广义势能泛函分析,运用变分原理推导了双塔三跨连续自锚式悬索桥加劲梁的自由振动微分方程,并根据简化后的微分方程得到自锚式悬索桥纵向和竖向频率计算公式,最后通过两个算例验证公式基本合理．     

梁式全碳纤维复合材料桁架模态及阻尼特性

为表征梁式全碳纤维复合材料桁架模态及阻尼特性,建立实体单元有限元模型进行桁架模态仿真,提出基于仿真结果采用模态应变能阻尼模型计算结构阻尼损耗因子的方法;此外,为提高模态分析效率,引入梁等效理论建立等效分析方法.仿真及等效分析结果与实测值的对比表明:梁等效理论、仿真及实验所得振型基本一致;仿真频率及结构阻尼损耗因子计算值误差均小于10%,所述模态仿真和阻尼计算方法有效,最后基于仿真结果验证了梁等效理论针对大尺度桁架模态的分析精度.     

高墩大跨弯连续刚构桥空间稳定性的解析解

根据高墩弯连续刚构桥从裸墩、悬臂浇筑施工到成桥各阶段的受力特点,将成桥后主梁对主墩的约束作用简化为等效约束刚度的弹簧,利用Hamilton原理,推导高墩自体、悬浇施工以及成桥阶段的动力稳定方程,进一步退化为静力稳定问题,得到了静力稳定系数表达式,并分析了诸因素对高墩弯连续刚构桥稳定性的影响.从而寻求高墩大跨弯连续刚构桥梁空间稳定性的实用简便算法.通过实例分析,验证其计算结果的可靠性.     

钢管混凝土框架约束钢梁的耐火性能

为了解决钢梁的抗火设计问题,利用壳单元建立了钢梁耐火性能分析的有限元计算模型,对火灾下钢梁的破坏形态、内力变化和变形规律进行了研究,并研究了梁端边界条件对钢梁耐火性能的影响规律.同时,还将两端固结梁的耐火性能与框架梁进行了对比分析.研究表明,梁端边界条件影响钢梁的破坏形态;与两端固结梁相比,火灾下框架梁中产生的轴压力较小.     

弯钢箱梁桥的动力分析及模态试验

针对大曲率弯钢箱梁桥的动力特性,通过大型有限元程序分别建立单梁模型、梁格模型及板单元模型,进行了数值仿真分析,同时利用力锤冲击法对室内模型进行了模态试验,并将试验结果与数值分析结果进行对比分析.结果表明,单梁法不适于计算横向模态,普通的梁格法可以较好地模拟弯箱桥竖向和扭转的动力性能,但不应考虑主梁静力计算时横向刚度的换算关系,同时论文提出了一种竖向梁格单元划分法,可以较好地计算弯箱梁结构横向的动力性质,证明梁格法模型可以用于计算该类桥梁的动力特性分析.     

剪力键式钢空腹梁静力计算方法

基于费氏空腹桁架理论,建立了剪力键式钢空腹梁内力及变形简化计算方法.通过精细化有限元方法分析了三种不同节点形式剪力键式空腹梁的内力及变形分布规律、影响因素,并与简化计算方法进行对比.分析表明:设置加劲肋可以显著改善空腹梁的内力及变形特征;挠度简化计算方法能准确反映设置加劲肋的空腹梁变形特征;修正后的应力计算方法可以用于工程实践.     

线性荷载作用下两端固支浅梁和短梁的解析解

针对已有的三种简化固定边界条件,通过半逆解法假设应力函数,求解了线性荷载作用下两端固支浅梁和短梁的解析解.运用有限元软件ANSYS分别对线性荷载作用下两端固支浅梁和短梁进行分析,与所求的解析解对比,结果表明,假设固定端截面中点两个方向的位移和固定端截面顶点纵向位移为零的简化边界条件和有限元结果符合较好,准确度较其它简化边界条件也更高,可以用于计算线性荷载作用下两端固支浅梁和短梁弯曲的位移和应力.     

基于有限元方法的裂缝箱梁桥自振特性分析

为了准确分析裂缝箱形截面梁的自振特性,基于局部柔度形成的基本原理推导了箱型截面梁在深裂缝和浅裂缝情况下的附加柔度矩阵,得到了裂缝梁单元的刚度矩阵,进而形成了基于有限元方法的裂缝箱梁桥自振特性分析方法.对裂缝悬臂钢梁进行动力特性实验,将实验结果与自振频率计算结果进行对比分析以验证本文方法的准确性与可靠性.对连续钢筋混凝土箱梁进行数值分析,剖析了裂缝位置、深度和数量对箱梁桥的自振频率的影响以及裂缝对振型的影响.     

柱-环梁法对料仓框架结构地震响应研究

为研究料仓-框架及其等效模型在地震作用下的动力响应,拟结合某石化公司脱气及储存料仓-框架结构项目,将料仓按刚度等效原则,简化为柱-环梁结构.通过改变柱环梁截面尺寸及环梁道数,建立料仓-框架结构与柱环梁-框架结构的有限元模型,进行对比分析,并选取合理的柱环梁-框架模型对原结构进行模拟.在此基础上,进而确定了刚度等效增大系...     

组合阶梯梁振动特性计算方法及应用

在机械加工过程中,对机床主轴进行结构优化或者合理选择刀柄刀具可以改善机床主轴刀柄刀具系统的振动特性,从而提高加工质量和效率.针对机床主轴刀柄刀具系统的振动特性问题,提出了一种基于组合阶梯梁模型的计算方法.基于伯努利-欧拉梁模型,提出了悬臂梁状态下的变截面阶梯梁的固有频率和振型的计算方法;基于实际应用中的刀柄铣刀配合系统,将阶梯梁模型进一步改进为组合阶梯梁模型,提出了梁组合部分的等效弯曲刚度和密度的计算方法,并将该方法应用于刀柄装夹铣刀系统的振动特性分析中,通过有限元法和实验结果验证了该方法的有效性.结果表明:与铁木辛柯梁理论相比,本文算法在计算机床刀柄刀具系统等具有大长径比并且考虑模态阶次较低的情况下,计算误差小,计算效率提高1倍.     

自锚式混凝土吊桥的力学性能研究

通过对一座跨径240m自锚式混凝土吊桥的静、动力分析，研究了非线性、主缆矢跨比、主梁拱度、温度以及混凝土收缩徐变等因素对自锚式混凝土吊桥的受力影响。结果表明：自锚式混凝土吊桥基本满足弹性理论，混凝土收缩徐变对结构受力影响较大，主缆矢跨比越大，结构刚度越大；与同等条件的传统吊桥比较，自锚式混凝土吊桥具有良好的动力特性。     

超大跨径三塔悬索桥加劲梁吊装方案

为了寻找超大跨径三塔悬索桥建设中更为有利的加劲梁吊装方案,以主跨2 000 m三塔悬索桥为对象,运用参数分析结合有限元数值模拟的方法研究了主、边跨加劲梁不同吊装顺序对边塔鞍座偏移量、主缆线型、合龙位置、合龙段施工方法以及吊装过程中结构动力响应的影响.结果表明,超大跨径三塔悬索桥主跨加劲梁宜从跨中向索塔方向吊装,边跨加劲梁宜从锚碇向边塔方向吊装,该方案下主缆水平倾角小,扭转基频较大,颤振稳定性更好,且采用预偏合龙方法时所需要的牵引力小,因而按该方案吊装对桥梁建设更为有利.     

自锚式混凝土吊桥的力学性能研究

通过对一座跨径240 m 自锚式混凝土吊桥的静、动力分析,研究了非线性、主缆矢跨比、主梁拱度、温度以及混凝土收缩徐变等因素对自锚式混凝土吊桥的受力影响.结果表明:自锚式混凝土吊桥基本满足弹性理论,混凝土收缩徐变对结构受力影响较大,主缆矢跨比越大,结构刚度越大;与同等条件的传统吊桥比较,自锚式混凝土吊桥具有良好的动力特性.     

MAXScript在三维仿真悬索桥架设过程中的应用

在3DS MAX平台下,利用MAXScript语言,实现大型悬索桥钢桁加劲梁梁段的拼装和架设过程的仿真模拟系统设计.该系统能够实现钢桁加劲梁各杆件截面的绘制、三维模型的生成、材质制作和渲染输出.自动加载生成的三维杆件模型可完成单节梁段的拼装.最后按设计实现整个大桥钢桁加劲梁的架设.此系统是研究悬索桥架设的比较直观方便的...     

桁段有限元法分析钢桁梁桥振动

将列车-钢桁梁桥作为整体振动系统,钢桁梁桥采用桁段有限元法离散,列车采用具有23个自由度的二系弹簧车辆空间振动模型,得到系统振动的矩阵方程.以桥上实测蛇形波作为激振源,分别计算了旅客列车以80、100和120 km/h,货物列车以60和80 km/h车速通过某连续梁桥时车桥系统的振动响应,与传统有限元法相比,桁段有限元法能更好地处理钢桁梁桥中的桥门架单元.对某3×64 m连续梁桥的车桥振动进行分析表明,其Sperling指标、脱轨系数和减载率均在安全行车范围内,行车安全有保障,舒适度和车辆平稳性指标均达合格以上.     

预张力悬索桥及其静力学性能分析

为从理论上获得预张力悬索桥的力学特性,利用大位移不完全广义势能变分原理,建立了预张力悬索桥的一般基础微分方程.在进一步引入假设条件下,导出了基于古典挠度理论的平衡微分方程.通过对微分方程的解析,讨论了预张力悬索桥的静力学特性及其与普通悬索桥的区别.结合算例悬索桥的数值分析表明,预张力悬索桥由于抗风索的存在,以及结构中建立的预张力,在提高结构刚度、减小加劲梁弯矩等方面具有一定的优越性.     

钢腹杆PC组合梁桥抗弯性能

为研究钢腹杆PC组合梁桥的抗弯性能,开展了钢腹杆PC组合梁模型试验,研究了钢腹杆PC组合梁混凝土顶底板应变与主梁变形等随荷载的变化规律,揭示了组合梁弯曲应变沿截面高度的分布规律,得到了组合梁的破坏模式;进行了钢腹杆PC组合梁有限元参数分析,探讨了主梁高跨比和偏载效应对钢腹杆组合梁抗弯性能的影响;提出了钢腹杆PC组合梁截面开裂弯矩、钢筋屈服弯矩和极限弯矩计算方法。研究结果表明：钢腹杆PC组合梁桥的破坏过程包括弹性阶段、开裂弹性阶段、弹塑性阶段和失效阶段。在弹性阶段和开裂弹性阶段,钢腹杆PC组合梁截面顶底板变形满足“平截面假定”。钢腹杆PC组合梁跨中截面的变形与应力随高跨比的增大而减小。对于自重较小的钢腹杆组合梁桥,偏载对组合梁变形与应力的影响较大,且变形与应力增大系数随高跨比的增大而增大。与有限元和试验结果相比,本文提出的钢腹杆PC组合梁开裂弯矩、钢筋屈服弯矩和极限弯矩的计算方法具有较高的精度。     

坝陵河大型悬索桥钢桁加劲梁安装施工新技术

坝陵河大型悬索桥作为国内第1座跨度超过千米的钢桁加劲梁悬索桥,针对其工程规模大、建设条件复杂、技术难度高的问题,重点介绍了坝陵河大桥在施工管理中采用的新技术.通过建立集成系统平台,利用虚拟现实的动态可视化仿真,将工程动画低成本、高成效、低风险的桥梁行业新技术引入到施工管理建设中,并根据虚拟仿真安装过程中可能出现的问题提出了施工建议和注意事项,可为同类结构工程的施工提供技术参考.     

剪力滞后效应对固支及悬臂箱梁自振特性影响的研究

应用能量变分原理,考虑箱梁剪力滞后效应的影响,推导出了箱梁的弯曲振动方程及自然边界条件,据此得出固支及悬臂箱梁的固有频率方程.作为算例,应用MATLAB软件对一固支及悬臂箱梁的固有频率方程进行求解,并根据算例得出的数值结果,对由于剪力滞后效应对箱形梁结构自振特性的影响进行了讨论,得出一些有价值的结论.     

钢箱梁在浮桥承压舟中的应用

梁式钢桥是公路和铁路桥梁的主要形式,它是在竖直荷载作用下,主梁截面只有弯矩和剪力,无轴向力.主梁的形式有钢板梁、钢箱梁和钢桁梁.钢板梁是指由钢板或型钢等通过焊接、螺栓或铆钉等连接而成的Ⅰ字形截面的实腹式梁;钢箱梁是指由钢板或型钢等通过焊接、螺栓或铆钉等连接而成的箱形截面的实腹式梁.由于简支钢板梁桥的结构形式简单,造价经济,是中小跨径桥梁最常用的形式.箱梁是封闭体,其抗弯能力、跨越能力和抗扭能力都优于板梁,当桥梁的跨径较大时,箱形梁桥比板形梁桥较为经济、合理.搭建浮桥用的双体承压舟是一种结构形式特殊的钢梁桥,两侧的舟体是桥脚,中间的连接桥是简支的钢梁.通过计算与分析,探讨箱梁在浮桥承压舟中的应用.