有限元法在大型预应力混凝土变截面箱梁计算中的应用

介绍了有限元法的一般原理、分析方法、特点及解题步骤，并结合工程实例，利用有限元软件Super93对荆州长江公路大桥预应力钢筋混凝土变截面箱梁的受力和布筋进行了分析，得出了一些结论，可为同类工程提供可借鉴之经验。     

荷载作用形式对预应力混凝土箱梁剪力滞效应的影响

为研究荷载横向变位和纵向多点加载工况下，箱梁荷载施加截面的剪力滞效应，以 ANSYS 有限元分析软件为平台，并将荷载在纵向分为单点加载与双点加载2种情况，在横向分为对称加载、偏心加载和中心加载3种情况。分析了单点加载与双点加载情况下加载截面处的剪力滞效应，对比研究了单点加载与双点加载工况下跨中截面剪力滞效应。结果表明，在单点及双点加载情况下，中心加载对箱梁顶板剪力滞效应影响最大，偏心加载次之，对称加载相对最小；在单点加载情况下，偏心加载对箱梁底板剪力滞效应影响最大，中心加载次之，对称加载相对最小；单点加载情况下箱梁跨中顶板及底板剪力滞效应均明显强于双点加载情况下箱梁跨中顶板及底板剪力滞效应。     

变截面波形钢腹板箱梁桥的扭转性能研究

针对变截面波形钢腹板箱梁实桥进行扭转性能试验,研究了不同荷载作用下该桥的抗扭特性;并利用有限元软件建立实体模型进行了分析计算。结合组合梁桥的力学特点,提出了实用的变截面波形钢腹板箱梁桥的扭转刚度解析公式,通过实桥试验和有限元计算验证了解析公式的有效性,推导出的变截面波形钢腹板箱梁桥的扭转刚度实用解析,将为该类型梁桥的抗扭设计研究提供数据参考。     

箱梁桥荷载分布考虑各梁刚度不等的修正

箱梁桥桥跨结构采用板—梁桥横向分布理论计算时,大多是把闭合的箱形截面沿着箱梁腹板间面板的中线划分开。这样所得到的是和腹板数目相同的、横向刚度不等的各工字梁。这种按不等刚度划分的方法符合箱梁的自然状态,且受力明确,所以常常被采     

基于接触摩擦的变截面钢板弹簧悬架性能分析

传统钢板弹簧分析只是采用简化力学模型，而没有考虑簧片间的摩擦.为了更好地对少片变截面钢板弹簧进行设计，本文首先对少片变截面钢板弹簧悬架进行参数化建模.然后应用接触理论添加接触单元，来模拟钢板弹簧间的摩擦，进行钢板弹簧悬架的有限元计算，得到钢板弹簧悬架的装配预应力、刚度和阻尼特性的仿真值.与由传统预应力计算方法得到的结果和行业推荐值进行比较分析，证明基于接触摩擦的少片变截面钢板弹簧悬架性能分析的方法更能反映簧片实际的受力情况.     

石拱桥拱脚开裂过程中的内力分析

采用空间梁单元对实际的石拱桥拱脚开裂现象进行了有限元模拟分析。随着开裂深度的变化，主拱圈中的内力进行重新分配，得出了不同开裂深度时主拱圈中的内力分布规律，对实际的各种受力状态和开裂过程中的内力进行了较精确的数值描述。当拱脚裂纹扩展时，拱脚截面上的弯矩明显减小，轴力明显增大，而其它截面上的弯矩增大，轴力也增大，截面上的内力值与开裂深度成非线性关系。     

预应力钢箱梁的应力分析

根据预应力简支钢箱梁的受力特性,考虑预应力索与钢箱梁的相互作用,应用有限元软件ANSYS、MIDAS/Civil建立了预应力简支钢箱梁的有限元计算模型,有限元计算值与实测值吻合较好.采用有限元法对预应力钢箱梁跨中截面正应力进行了详细的分析,并对预应力索的不同布置形式及双折线索水平段长度变化对梁中应力分布的影响进行了讨论.     

预应力混凝土箱梁剪力滞效应纵向影响长度分析

为研究预应力混凝土箱梁剪力滞效应在纵向梁长方向上的影响长度,采用通用有限元分析软件ANSYS,建立有限元分析模型,讨论了剪力滞系数沿梁纵向分布规律,重点分析了宽跨比、跨高比、预应力大小以及集中荷载等参数对箱梁剪力滞效应纵向影响长度的影响。研究结果表明,无论箱梁顶板还是底板,其剪力滞系数最大值均在荷载施加的截面,远离荷载施加的截面最大剪力滞系数迅速减小。荷载引起的剪力滞效应纵向影响长度较小,仅在荷载施加位置附近影响较大。随着宽跨比增大,箱梁剪力滞效应纵向影响长度均越来越明显,且越来越剧烈;跨高比的改变对箱梁顶板剪力滞效应影响较为剧烈,但其给箱梁造成的纵向影响不太明显。预应力以及集中荷载的改变对箱梁剪力滞效应影响较小,对箱梁剪力滞效应纵向影响长度的改变程度也较微弱。     

考虑双重剪切的弹性地基梁分析

考虑地基的抗剪能力和梁的剪切变形影响，建立了双参数地基Timoshenko梁的平衡方程，导出了初参数解和传递矩阵法，利用初参数解建立了有限元列式.当地基的抗剪劲度为0时，双参数地基可退化成Winkler地基，当梁的抗剪劲度无穷大时，Timoshenko梁可退化成Euler梁.利用本文有限元法分析了双参数地基倒T形Timoshenko梁在两端集中荷载作用、双参数地基变截面阶梯形Timoshenko梁在集中力、集中力偶和均布荷载作用下的受力问题.算例结果表明，本文计算结果与其他方法结果完全一致，证明所推导的初参数解、传递矩阵法和有限元刚度的正确性.     

四方台松花江大桥索塔锚固区环向应力分析与试验

通过索塔锚固区节段足尺模型试验结果和有限元仿真分析比较,结合索塔受力的实际工况,对异型截面斜拉桥索塔锚固区节段最不利断面在环向预应力与索力共同作用下塔壁的应力响应进行了研究。给出了塔壁特征点处的应力值,为异型截面索塔的设计优化与理论分析模型的建立提出了有效的方法。     

预加力对钢箱梁振动特性的影响

以预应力简支钢箱梁模型试验的测试结果为基础,应用有限元分析软件ANSYS建立了普通简支钢箱梁和预应力简支钢箱梁模型,并得到模型试验的良好验证;采用有限元法分析了预加力对简支钢箱梁振动特性的影响。     

斜拉桥拉索锚区箱梁的空间应力分析

采用空间板单元对实际的斜拉桥拉索锚区箱梁段进行了有限元计算，绘出了箱梁中各应力分量，分析了各应力分量的危险区域，为实际桥梁的设计与施工提供了可靠的依据。     

齐齐哈尔嫩江公路大桥模型的空间计算

用ＳＡＰ５－Ｈ通用有限元程序对齐齐哈尔嫩江公路大桥有机玻璃模型进行空间计算。通过理论计算与模型试验结果的比较分析，探讨连续箱梁桥在荷载作用下的应变与应力分布规律。可供箱梁桥的设计与计算参考。     

配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱形截面纯扭构件全过程分析

在配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱形截面纯扭构件试验研究的基础上,应用空间软化桁架理论,结合钢纤维高强混凝土本构关系及其软化系数方程,编制了软化桁架模型分析程序,并对试验构件进行了全过程分析.在考虑钢纤维高强混凝土抗拉强度作用时,能较好地模拟试验构件的荷载-变形全过程,不仅能较准确地得到极限扭矩,而且可以获得开裂扭矩,其结论也得到相关钢纤维高强混凝土纯扭构件试验结果的证实.     

手孔对瓦楞纸箱抗压强度的影响

主要对同一规格,不同手孔位置的瓦楞纸箱的抗压强度进行了研究。实验结果表明:同一高度位置,瓦楞纸箱抗压强度随手孔位置距宽度中心线的距离增加而下降,手孔越接近纸箱竖棱,强度降低越大;同一宽度位置,瓦楞纸箱抗压强度随手孔位置距高度中心线的距离增加而下降,手孔位置越接近箱顶端底端,强度降低越明显;手孔位置在箱宽度中线上方H/6以内时,对纸箱抗压强度影响最小。此结论为瓦楞纸箱生产企业提供必要的实验数据,指导纸箱成型工艺的改进。     

并列双箱梁桥面风致涡激振动试验研究

基于两座具有并列双箱梁的缆索承重桥梁,做了一系列的弹性悬挂节段模型风洞试验.结果表明,双桥面之间存在不可忽略的气动干扰效应,它对双桥面桥梁的涡激振动会产生不利影响.以平胜桥主梁节段模型为基础的风洞试验研究表明,并列双桥面之间的气动干扰效应随着桥面间距的增加而减弱,从而使主梁的涡激振动特性随两桥面之间的距离而变化,而增加阻尼是抑制双桥面涡激振动的有效手段.     

大跨度斜拉桥主梁气动力特性的大涡模拟

为验证大涡模拟方法在获得桥梁主梁气动力特性上的可行性，开展了均匀流中大跨度斜拉桥扁平钢箱梁在Re=1.27×105下的绕流场三维计算流体动力学分析.大涡模拟方法采用Smagorinsky压格子湍流封闭模型，基于网格和时间步长无关检查确定的计算参数，获得了主梁气动系数统计平均值、脉动值和漩涡脱落St数随来流攻角的变化，表明三维主梁绕流漩涡脱落的频率带宽分布和展向不同步特征.基于主梁表面非定常压力时程的统计平均值和RMS值分布，分析了主梁表面的流动分离和再附特征，并建议了风洞试验测压孔的合理布置形式.与风洞实验相关结果的对比表明，大涡模拟方法是获得桥梁主梁气动力特性和绕流机理的有效方法.     

陶赖昭松花江特大桥悬臂施工合拢段变形控制

由于受照射及大气温差的影响，箱梁温度场是极不均匀的，混凝土结构产生极为复杂的变形。为保证施工质量，适当选择合拢段混凝土的浇筑时间与温度采用合理的施工方法，控制混凝土结构变形，使合拢段安全合拢。     

齐齐哈尔嫩江公路大桥预应力混凝土连续箱梁模型静载试验──有机玻璃性能试验

介绍了齐齐哈尔嫩江公路大桥预应力混凝土连续箱梁桥模型静载试验中有机玻璃试件的制作，弹性模量Ｅ的测定，蠕变曲线的绘制，原材料及粘结材料强度等性能试验的原理与结果。