路基沉降与双块式无砟轨道轨面几何变形的映射关系

针对土质路基上双块式无砟轨道典型结构,分别建立Winkler弹性地基叠合梁解析模型和考虑层间接触非线性的轨道-路基空间有限元模型,对路基不均匀沉降引起的无砟轨道轨面几何变形特征及其与路基沉降波长、幅值之间的对应关系开展了研究。结果表明:余弦型路基不均匀沉降向上传递至轨面时,变形形式基本不变,在沉降边缘区域钢轨存在微小的局部上拱,变形范围相对于路基有所扩散;轨面几何变形曲线可由波长、波深和局部上拱幅值3项特征确定,且各项特征受路基不均匀沉降波长和幅值的综合控制,均可描述为路基沉降波长和幅值的函数;当路基不均匀沉降较平缓时,上部轨道与路基结构能保持较高的跟随性,轨面与路基变形差异很小;随着沉降幅值增大或范围缩小,双块式无砟轨道因较强的整体性而极易与路基表面出现离缝,轨道结构与路基之间会形成明显的沉降差,此时,轨面不平顺和轨下空吊同时存在,给无砟轨道的服役寿命和列车的安全平稳运营造成隐患。

考虑层间效应的无砟轨道复合板温度荷载效应计算方法研究

既有无砟轨道结构温度应力解析计算方法,多基于Winkler弹性地基梁理论对无砟轨道各层应力进行分析,而对层间温度梯度不同带来的影响考虑较少。目前无砟轨道温度荷载效应研究多采用有限元方法,不利于工程设计。本文在结合既有混凝土梁温度应力计算方法的基础上,考虑层间黏结效应及层间温度梯度的不同,提出无砟轨道翘曲应力计算新方法。对采用新方法得到的计算结果与有限元模型计算结果进行了对比。结果表明:根据新方法计算得到的应力与变形分布规律和有限元模型计算得到的结果吻合较好,验证了新方法的可靠性。文中还对新方法的应用条件进行了讨论,给出了该方法应用于多种无砟轨道时的适用条件。

超高层建筑空间巨型框架的水平力和重力二阶效应分析新方法

对超高层建筑空间巨型框架提出一个考虑水平力与重力相互影响的二阶效应的分析方法。将空间巨型框架简化为三维剪切型弹性地基上的压杆巨型柱和Winkler弹性地基上的巨型梁的组合,分别推导出它们的单元刚度矩阵,按空间刚架进行水平力与重力共同作用的二阶分析。为超高层建筑空间巨型框架提供一个合理、简化的二阶效应分析新方法。

考虑摩擦效应时文克尔弹性地基上的杆系有限单元法

根据梁与地基之间的内力和变形协调关系推导出考虑摩擦效应时的文克尔弹性地基上杆系有限单元法的单 元刚度矩阵。计算分析表明:当地基比较坚硬且与梁的接触较为粗糙是时,摩擦效应将会较显著地减小结构 的内力与变形。

基于共同作用的大型筏形基础设计研究

研究目的:基于地基基础与上部结构的共同协调作用,考虑地基基础变形对上部结构受力与变形的影响,及上部结构对基础内力和变形的作用,研究大型筏形基础的设计。研究方法:借助于大型有限元计算程序M IDAS,建立地基、基础及上部结构的三维空间模型,采用弹性地基梁法,用弹簧模拟地基作用,对整个结构进行计算分析。研究结果:从计算结果可以看出,考虑地基、基础和上部结构的共同作用,计算所得筏板基础的沉降规律及内力分布规律与筏板实际变形及受力情况相吻合。研究结论:将地基、基础和上部结构结合起来,考虑三者的相互作用、相互影响,根据共同作用的计算结果进行筏形基础设计的方法是可行的。

桥梁搭板脱空病害数值分析

针对近年来高速公路桥梁搭板普遍出现脱空现象,应用有限元软件,基于文克尔地基梁理论,模拟桥梁搭板计算,分析桥梁搭板在近台端不同脱空长度下其板内力分布及变形情况,并对高速公路典型桥梁搭板配筋情况进行强度验算,为该类病害处理提供借鉴经验。

两种新型的弹性地基梁单元及其在超高层建筑结构简化分析中的应用

将超高层建筑空间巨型框架的巨型柱和梁分别简化成剪切型弹性地基梁和广义Winkler弹性地基梁单元,导出其单元刚度矩阵后,再按空间刚架分析计算,得到一种简化分析方法。简化巨型框架柱时,考虑与其相连的二级框架梁、柱的弯曲刚度,并将其作为巨型柱的剪切型弹性地基,构造出剪切型巨型弹性地基梁单元;简化巨型框架梁时,只考虑与其相连的二级框架柱的轴向刚度,并将其作为巨型梁的Winkler弹性地基,构造出广义Winkler巨型弹性地基梁单元。算例表明:简化计算的模型不仅是合理的、有效的,而且其计算结果的精度几乎与精确解有同级的精度。