超宽幅主梁扭背索独塔斜拉桥总体设计

厦漳同城大道沙洲岛特大桥西溪主桥采用(88+200)m扭背索独塔斜拉桥,塔墩梁固结体系。主梁采用钢-混混合梁,其中主跨为整幅钢箱梁,梁宽47 m;边跨为预应力混凝土箱梁,梁宽51 m;钢-混结合面位于主跨距桥塔理论跨径线15 m处。桥塔采用独柱式钢筋混凝土斜塔,总高134.6 m,桥塔向边跨倾斜8°,其下布置整体式承台,钻孔桩群桩基础。斜拉索采用标准抗拉强度1670 MPa平行钢丝拉索,边跨斜拉索为双索面空间扭背索,主跨斜拉索为准单索面。针对超宽桥面,采用空间梁格法分析剪力滞的影响,将混凝土梁纵腹板由6道增至8道。按3 m顺桥向标准间距设置钢箱梁实体式横隔板,可使该桥宽幅主梁偏载、扭转效应导致的应力增量控制在允许范围内。对塔墩梁结合部进行有限元精细化分析,针对应力集中情况,优化局部构造和配筋设计,经计算,优化后结构受力满足设计要求。

一种钢丝绳有限元模型的参数化建模方法

钢丝绳作为柔性传力机构获得了广泛的应用,钢丝绳一般由多根高强度、细直径的制绳钢丝按照一定的结构形式捻制而成。以结构为6×7-WSC的钢丝绳为对象,建立一种交互捻钢丝绳有限元模型的参数化建模方法,将绳内钢丝分为芯股芯丝、芯丝外丝、外股芯丝和外股外丝,选取了钢丝代表性体积单元,兼顾与相邻钢丝之间的接触形式,建立了参数化的代表性钢丝单元并进行网格划分。由建立的交互捻钢丝绳的参数化有限元模型,分析了股捻距和绳捻距的变化对钢丝之间接触形式的影响及钢丝绳轴向最小周期的影响,选取了典型钢丝绳有限元模型进行了拉伸应力状态分析,不同捻距的钢丝绳有限元模型计算结果与静态拉伸试验数据对比表明了建立的参数化钢丝绳有限元模型的有效性。

钢框架梁抗火承载力的有限元分析

为深入了解火灾下钢框架梁的破坏模式和各种因素对其抗火承载力的影响,采用有限元法对工字形钢框架梁在不同荷载、不同约束下的极限承载力进行了理论计算,同时对平面框架进行了热-结构耦合计算．结果表明: 钢框架中工字钢梁在火灾下的破坏模式为下翼缘侧移失稳,初始几何缺陷对刚接工字钢梁和简支工字钢梁的极限温度影响很小;受火梁由于梁的变形产生悬链力,会抵消一部分温度应力,且刚接梁在梁端部产生的局部屈曲进一步削弱了温度应力的影响;荷载较大时刚接梁的极限温度和耐火时间比简支梁高,且荷载对刚接梁的极限温度和耐火时间影响较小,对简支梁影响较大;梁柱节点是钢框架抗火的薄弱环节,火灾发生后非受火构件的内力也会发生较大的变化．

端弯矩作用下钢梁设计公式与评价

根据Salvadori公式,提出一种新的计算H型钢梁在不等端弯矩作用下的侧扭屈曲临界弯矩值的公式,通过有限元ABAQUS和ANSYS两种软件进行模拟并与提出的公式进行对比,对比结果良好,说明该公式建立的正确性。为了进一步验证公式的适用性,文中还将该公式与各国规范公式进行了对比分析,对比结果吻合良好,由此得出该公式对实际的工程有指导作用。

7×7交互捻钢丝绳拉伸特性的研究

通过有限元模拟与力学试验相结合的方法分析了4种不同捻距配置的7×7Φ3.0 mm交互捻钢丝绳的拉伸特性。结果表明,在轴向拉伸载荷下,捻距对钢丝绳的应力分布有很大的影响,捻距越小,应力越大。试验结果与模拟结果的一致性说明所选用的计算模型是合理的,同时得到了提高钢丝绳破断力的有效方法,可为下一步钢丝绳结构设计研究提供理论指导。

国家体育场扭曲箱形构件拉伸试验

为研究国家体育场钢结构扭曲箱形构件的抗拉性能,完成了2个1/4缩尺试件在单调拉伸荷载作用下的试验与参数影响计算分析,试件的变化参数为加劲肋间距。试验结果表明:试件的拉力-位移曲线呈双线性特征,试件受拉屈服发生在靠弯曲中心一侧的上翼缘与相邻腹板;受拉屈服荷载为1100kN;两个试件的弹性抗拉刚度分别为593kN/mm与614kN/mm;屈服后强化段抗拉刚度分别为39kN/mm与36kN/mm,分别为弹性抗拉刚度的6.6%与5.9%;卸载刚度均为930kN/mm,分别为弹性抗拉刚度的157%与151%。加劲肋间距从300mm减小到225mm,试件的抗拉刚度增加了5%,刚度提高有限。有限元计算结果与试验结果基本一致。

异型门架型钢轧制过程稳定性模拟

借助有限元分析软件对C160规格异型门架型钢的非对称切分孔轧制过程进行模拟仿真,并对轧制过程的翘扣头、弯曲、扭转等稳定性进行模拟。对稳定轧制阶段截面云图中应变分布、变形及延伸进行分析,并进行生产实施,结果表明:轧制过程中,稳定阶段轧件截面下部变形及延伸大于上部应变,造成轧件上翘;左侧变形及延伸大于右侧应变,造成轧件向右侧弯;对角的应变分布及延伸相近,轧件没有发生明显扭转。为轧制过程稳定性研究提供了一种方法,对保证轧制顺行、稳定工艺、提高作业率及指导生产具有重要意义。