空间倒三角形管桁架组合梁有限元分析及设计参数研究

为研究设计参数对空间三角形管桁架组合梁受力性能的影响,依据管桁架组合结构试验模型参数,应用非线性有限元软件Abaqus建立组合梁的有限元模型,其计算结果与试验结果吻合较好;利用有限元方法,以混凝土板的材料等级、板宽及板厚、弦杆的材料等级、壁厚以及桁架节间宽高比、倾斜桁架间夹角等为参数对其极限承载力的影响进行了分析。结果表明:混凝土强度、板宽、板厚增加66.7%、66.7%、100%,其极限承载力则相应提高了5.6%、1.5%、16.2%;当弦杆采用Q345B、Q390B级钢时,其极限承载力相对于采用Q235B级钢增加了17.8%、18.6%,下弦管壁厚增加50%时,其极限承载力提高6.1%;当倾斜桁架节间宽高比接近于1时,其极限承载力最高,而两倾斜桁架间的夹角大小对极限承载力基本无影响。

外倾单肋下承式异形钢拱桥静力参数敏感性分析

为提高外倾单肋下承式异形钢拱桥的施工精度,对桥梁施工过程进行预控和参数误差识别,以某人行钢拱桥为背景,采用有限元计算程序Midas/Civil建立三维空间有限元模型,考虑结构重度、初拉力、整体刚度、温度等参数变化的影响,进行各参数敏感性分析,以得出各参数对成桥阶段的桥梁线形、内力及索力的影响规律。分析结果表明:重度和整体温度作用为结构变形与内力的敏感参数;重度增加时,拱肋y方向位移最大增量为1.84 mm,左拱脚下缘应力增量最大(-83.44 MPa),拉索索力增量最大值为5.6kN。整体升温时,拱肋与主梁跨中位置z方向位移增量分别为32.7和62.3mm,拱肋与主梁应力增量最大值分别为-97.9和-30.7 MPa;初拉力增加时,主梁z方向上变形增量及内力增量分别为5.91mm和-1.88 MPa,成桥索力增量最大为11.4kN。

吊杆张拉程序对外倾单肋钢拱桥拱肋内力影响分析

以某外倾单肋异形钢拱桥为研究对象,采用有限元计算程序Midas/Civil建立空间有限元模型,对吊杆的张拉顺序、张拉次数对拱肋内力及拱肋吊点位移的影响进行了对比分析计算。考虑结构内力均衡与安全,兼顾施工方便性和经济性,得到了较为合理的张拉方案Ⅲ:交替对称一次张拉至最终吊杆力的张拉程序。

吊杆损伤对外倾单肋式曲线钢拱桥自振特性的影响

为得到外倾单肋式曲线钢拱桥吊杆损伤对其结构动力特性的影响,以某人行钢拱桥为研究对象,采用Midas/Civil建立空间有限元模型,针对不同吊杆相同损伤程度或同一吊杆不同损伤程度对结构自振特性的影响进行了分析。分析结果表明:吊杆损伤降低了该桥梁结构的各阶自振频率,并具有自振频率降幅随吊杆损伤程度的增大而增加的特征,且结构第3阶自振频率的降幅受吊杆损伤影响程度最大。

基于有限元模拟的单支点顶升支座更换控制

某城市高架组群中部分匝道桥的个别支座因出现严重病害而需要更换。以"安全可靠、快速便捷、经济合理"为设计原则,对该桥采用纵向单墩横向同步顶升的施工方法。为控制位移,保证顶升过程中梁体应力变化在安全范围内,参照原设计要求,建立有限元模型,分析顶升力和梁体位移、内力、应力的分布特点及变化规律,并进行实时的位移、应变监控。数值模拟分析及实测结果表明:顶升前后梁体应力变化在1 MPa左右,满足安全储备要求;顶升后,该桥的竖向、纵向及横向位移偏差均小于0. 5 mm,满足设计要求。该施工方法对小跨径预应力混凝土曲箱梁进行支座更换具有可行性。