悬索斜拉索组合式跨越管桥风致振动分析

应用大型有限元分析软件ANSYS,分别建立了大跨度悬索斜拉索组合式管桥建造时成桥状态和服役20年后运行状态的有限元模型。通过对管桥两种状况下的模态分析,获得管桥前二十阶固有频率和模态振型。在模态分析的基础上,进一步对管桥进行风致振动分析。分析结果表明,风力的等级对管桥疲劳载荷幅值的大小影响不大;管桥在服役20年后,管道和拉索的疲劳载荷幅值低于管道和拉索允许的疲劳强度值,不会引起管桥的疲劳失效,但要高于20年前建造时的疲劳载荷幅值水平。     

大跨度悬索式管桥静动态分析

基于某大跨度悬索式管桥设计方案,根据其结构特点,应用ANSYS分析软件建立了三维有限元模型,对模型进行了静力、模态和风振反应的有限元分析。静力计算结果表明,悬索管桥各构件均处于较低的应力状态;通过模态分析获得了悬索管桥结构的前20阶固有频率;风振动态分析结果表明,悬索管桥结构位移响应曲线与各个时刻输入的风荷载数据趋势类同,主索上的应力响应峰值较小,管桥的应力响应峰值明显增大。     

大跨度悬索式管桥风振响应分析

按照悬索式管桥的实际结构特点，建立了三维有限元模型。应用专业有限元分析程序，对悬索式管桥进行了模态分析，得到了结构的前二十阶固有频率和模态振型，通过对各阶振型的分析，掌握了悬索式管桥的振动形态。在模态分析的基础上，采用几何非线性有限元的分析方法，对悬索式管桥进行了横向风共振分析。分析结果表明，在横向风载荷作用下，管道产生疲劳破坏的可能性很小。     

基于可靠性分析的大跨度跨越管桥寿命预测

根据管桥结构自身的受力特点,采用复合蒙特卡罗抽样法,结合有限元及二次开发工具APDL,对跨越管道的灵敏度和可靠性指标参数进行了分析和计算。以腐蚀速率分析模型为基础,分析了随机参数共同作用下结构的年失效概率。以某现役管桥为例,对其可靠性进行了全面分析。计算结果表明,与结构可靠性指标关系较密切的参数是主索截面积、管道外径和介质油密度。采用不同风险地段允许的失效概率对管桥的使用寿命进行了预测,低风险地段管桥的安全寿命可达39年,高风险地段管桥的安全寿命为26年。     

钢管混凝土梁柱节点抗剪承载力分析

从钢管混凝土染柱节点的受力状态出发,探讨了轴向力、钢管、柱端弯矩及染端竖向剪力对节点抗剪承载力的影响,介绍了圆钢管混凝土节点抗剪承载力的计算公式,采用有限元分析软件ANSYS建立了三维非线性有限元计算模型,通过对有限元计算结果和公式计算结果的对比可知,所建模型适用于圆钢管混凝土-钢梁节点的有限元分析。     

稳定索对悬索管桥的影响

近年来在悬索管桥结构设计中去掉了稳定索,简化工艺虽然未对管桥的正常运行产生影响,但尚缺少理论支持。基于此,以国内某悬索管桥为例,运用ANSYS软件建立了该管桥的4个有限元模型,通过对比4个模型分别在静力、模态、风振及清管工况中的位移、应力响应,研究稳定索对该结构在各个工况下的稳定性及强度的影响。研究表明：稳定索仅对悬索管桥竖向刚度有较小影响,对结构强度基本没有影响,因此,在悬索管桥中不设置稳定索结构是安全的。     

陕京一线黄河悬索管桥的风致响应分析北大核心

为了研究风载荷对悬索管桥的影响,以陕京一线黄河悬索管桥为研究对象,建立了有限元仿真模型和风振模拟模型。采用工程验证的方法,利用管桥的远程动态监测系统,在2.8 m/s的低风速下将仿真模拟的桥跨结构应力变化曲线与实际工程所测曲线进行对比,验证了所建模型及模拟方法的正确性。在此基础上分析了该管桥结构在27 m/s高风速作用下的应力、位移响应情况,结果表明:管桥桥垮的应力远小于其许用应力(240 MPa),交变应力对管桥疲劳寿命的影响可以忽略;管桥桥垮的位移较大,桥垮1/2处的最大位移超过0.5 m;悬索管桥是典型的大位移、小应变的几何非线性结构。     

陕京一线黄河悬索管桥的风致响应分析

为了研究风载荷对悬索管桥的影响,以陕京一线黄河悬索管桥为研究对象,建立了有限元仿真模型和风振模拟模型。采用工程验证的方法,利用管桥的远程动态监测系统,在2.8 m/s的低风速下将仿真模拟的桥跨结构应力变化曲线与实际工程所测曲线进行对比,验证了所建模型及模拟方法的正确性。在此基础上分析了该管桥结构在27 m/s高风速作用下的应力、位移响应情况,结果表明:管桥桥垮的应力远小于其许用应力(240 MPa),交变应力对管桥疲劳寿命的影响可以忽略;管桥桥垮的位移较大,桥垮1/2处的最大位移超过0.5 m;悬索管桥是典型的大位移、小应变的几何非线性结构。     

提篮半穿式管桥的构思与设计

为了扩大跨越管桥的构造型式范围,作者从分析现有拱式管桥不可避免的一些实际问题入手,提出一种较组合拱式管桥更为合理的新型结构——提篮半穿式管桥,论述了它的结构特性及主要计算方法,并简要地给出了按此方案所作的一项设计成果。     

朝阳市东大桥动力特性分析

通过对朝阳市东大桥建立有限元模型和试验模态分析来获得钢管混凝土拱桥的计算和实测自振特性参数。将实桥测试结果和计算分析结果进行了比较,并且获得了大桥的固有频率、模态、阻尼比和冲击系数。了解该桥在动力荷载下的实际工作状态,判断该桥整体结构的安全承载能力和使用条件。     

有限元技术在空调器管路振动分析及设计优化中的应用

应用PIC公司的Pro／E软件建立空调器管路系统的三维模型,通过ANSYS软件的专用Pro／E接口将模型导人到ANSYS软件中,在ANSYS软件中建立该管路的有限元分析模型,计算出前20阶固有频率和振型,并且在此基础上模拟压缩机的激励,分析管路的振动响应特性。通过对实例计算分析,提出减少配管振动的优化设计方案,证明了应用ANSYS软件的有限元技术进行空调管路减振的可行性。     

油气管道悬空沉降变形失效评估

管道在实际运行过程中常常受到因沉降变形导致的外部载荷作用,而已有的管道失效评估标准与方法大多局限于内压对管体的影响.针对油气管道悬空沉降变形问题采用力学模型、有限元分析、开挖试验等方法进行了系统研究,模拟了无缺陷和含缺陷悬空管道的应力分布,结果表明,缺陷在管道底部时等效应力最大.通过开挖试验获得了最大应力点的应力变化等试验数据,验证了有限元方法用于工程实践的可行性,指出在实际工程评估中尚需考虑缺陷位置、土质等因素的影响.     

预应力混凝土连续箱梁桥的监测技术

针对中小跨径预应力混凝土连续梁桥的结构特性,提出了基于远程监测数据的桥梁状态评估方法。结合有限元模型,利用插值拟合准则,对实桥埋设的应变传感器进行了优化布置。建立数据采集及监控评估系统,对桥梁进行长期跟踪观测,实时了解被监控桥梁的状态,并对其安全性能进行评估。     

某河流穿越管道爆裂失效事故分析

针对某长输天然气管道河流穿越管段爆裂失效事故,通过断口形貌、无损检测、化学成分、微观组织、力学性能分析以及有限元模拟计算等方法,进行事故原因分析.结果表明：该管段在穿越施工空管回拖过程中因承受某种集中载荷作用而使管体局部受力发生形变,产生局部屈曲失稳;该失稳管段在输气运行过程中,屈曲形变部位存在明显的应力集中,导致管体外壁形变硬化处的微裂纹扩展并失效.因此,管体失稳至裂纹扩展及防腐层破裂是管体泄漏失效爆裂的主要原因.（表4,图13,参15）     

斜拉桥钢箱梁在车辆荷载作用下的局部应力分析

从钢箱梁结构应力分析的角度,采用ANSYS有限元软件,对斜拉桥钢箱梁在车辆荷载作用下的 局部应力进行了分析。给出了在车辆荷载作用下钢箱粱的局部(包括桥面板、U型肋、横隔板、中腹板 和底板)应力分布状况,为斜拉桥的整体分析及优化设计提供了依据。     

三维海底悬空管道自振特性研究

利用有限单元法对三维海底悬空管道的自振特性进行了模拟分析研究,建立了悬空管道的三维分析模型,得到了三维管道刚度和质量矩阵,并形成了悬空管道的自由振动方程.采用机械振动的广义JACOBI理论编制JACOBI程序,计算固有频率的数值解及临界悬空长度.结果表明,采用JACOBI程序可以快速、方便地求出海底悬空管道的固有频率,为海洋工程的管道设计提供依据.     

转体斜拉桥施工控制中的参数敏感性分析

以绥芬河斜拉桥转体施工为例,对斜拉桥施工监控中的设计参数敏感性进行了分析。选择主梁自重、混凝土弹性模量、斜拉索张拉力和刚度、混凝土收缩徐变及温度变化等设计参数,采用桥梁有限元分析软件——桥梁博士计算软件对各参数下的结构响应进行了敏感性分析,提出了影响大跨度预应力混凝土斜拉桥施工监控的主要参数。