用BEAM18x单元替代三主梁力学模型

三主梁模型考虑截面的翘曲刚度,能准确计算结构的扭转频率,可用于模拟斜拉桥开口截面主梁。三主梁模型适用于结构动力特性分析,但不能直接用作动力分析模型。在AN SY S软件中以BEAM 18x单元建立单主梁模型,以替代三主梁模型。经算例验证,该方法建模简单,计算精度高。

MSS60三主梁移动模架力学性能仿真分析

以MSS60三主梁协同受力移动模架系统为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件,结合实际工况对该移动模架系统建立有限元模型,对施工过程中该系统的浇筑工况进行有限元仿真。经过模拟仿真计算,得出移动模架系统的应力分布情况和变形情况,校核移动模架系统在最大受力状态下其结构的强度、刚度以及屈曲稳定性,计算出浇筑工况下主梁产生的挠度并制作挠度曲线,为模架预拱度调整提供数据。有限元分析计算表明,该模架系统在最大受力状态下,强度、刚度及屈曲稳定性均满足要求。

三主梁力学模型在斜拉桥动力特性分析中的应用研究

与闭口截面相比,开口截面主梁的自由扭转刚度较低,翘曲刚度对结构的扭转频率和振型有明显的影响。在斜拉桥抗风稳定性分析中,扭弯频率比是颤振分析的重要参数。本文推导了三主梁模型的力学原理及刚度等效原则;结合某开口截面斜拉桥,分析了三主梁力学模型的工程实例应用。

分体式三箱主梁气动特性数值模拟

为研究分体式三箱主梁气动特性,基于某公铁两用斜拉悬索协作体系桥梁分体式三箱主梁,采用FLUENT软件开展了不同槽高比(G/D)、不同风攻角下分体式三箱主梁气动特性二维数值模拟。所述主梁气动特性主要包括气动力系数、涡量场、平均压力系数以及压力系数标准差分布。数值模拟结果表明:在研究参数范围内,不同风攻角下,阻力系数总体随槽高比增大而增大,升力系数和力矩系数未随槽高比单调变化,且力矩系数对槽高比变化更敏感。各槽高比下升力系数随风攻角变化斜率均为正值,这表明该分体式三箱主梁颤振性能良好;0°风攻角下,G/D=0时,仅在箱梁尾流区存在周期性漩涡脱落。G/D=1.61时,0°风攻角下箱梁开槽处及中间箱体和下游箱体表面漩涡脱落显著,相较于0°风攻角,±10°风攻角下中间箱体与下游箱体开槽处及下游箱体表面漩涡脱落减弱;主梁开槽使得中间箱体上表面负的平均压力系数幅值增大,并导致箱梁表面压力系数标准差增大。G/D=1.61时,相较于0°风攻角,±10°风攻角下箱梁表面压力脉动减弱,尤其下游箱体表面压力系数标准差显著减小;该分体式三箱主梁临界槽高比为G/D=2.08。

三岔主梁下承式系杆拱桥结构方案和受力性能研究

下承式系杆拱桥是一种受力性能优越的桥型。现吸取下承式系杆拱桥“自平衡”的结构特点,创新性地提出了一种可适用于三岔河口等特殊建设条件的、主梁呈Y形分岔的下承式系杆拱桥,并分析了该桥型的传力机理,介绍了采用该桥型的某桥设计方案。同时,对三岔主梁下承式系杆拱桥和常规下承式系杆拱桥的受力特点进行了对比分析,总结了三岔主梁下承式系杆拱桥的受力特点,为类似建设条件下的桥梁设计提供了有益参考。

新型Y形主梁大跨度桥梁方案设计研究

Y形主梁一般应用于小跨径人行桥,但实际工程中,有时也需要建设主梁呈Y形、主梁各分支交点处无条件设置桥墩的大跨度车行桥。为了适应上述条件要求,一种由“撑杆-主梁”组合受力的新型Y形主梁大跨度桥梁结构体系被提出。通过分析该结构体系的传力机制,介绍了采用该结构的某桥梁工程的设计方案和受力情况。同时,采用有限元软件分析并总结了该结构体系随主梁水平夹角变化的内力和反力变化规律,为类似建设条件下的桥梁设计提供了有益参考。

分体三箱断面主梁桥梁的抗风性能及气动优化

为研究分体三箱断面主梁桥梁的抗风性能并提出有效的气动优化措施,基于某公铁两用分体三箱断面主梁大跨度斜拉悬索协作体系桥梁,开展了不同风攻角、不同紊流度流场以及5种不同气动措施下的节段模型风洞试验。结果表明,箱体分离会使主梁断面颤振临界风速大幅提高,但会造成箱体间流场的复杂化从而带来涡激振动(VIV)问题。成桥状态原始断面0°、±3°攻角下均发现了扭转VIV,最大扭转振幅1.238°;颤振临界风速均高于97.3 m/s。桥面抑流板、不同检修轨道位置及梁底导流板3种措施对扭转VIV抑制效果不理想;箱体间隙处加装均布纵向格栅可有效抑制扭转VIV,且透风率越小优化效果越明显,但透风率小于23%的格栅会造成颤振临界风速的下降;10%透风率格栅与下中央稳定板组合措施在完全抑制扭转VIV的同时保证了桥梁的颤振性能。基于计算流体动力学(CFD),得到了原始断面和优化工况主梁周围的流场结构及气动力变化规律。箱体间距处与下游公路箱上方大尺度旋涡的形成是主梁VIV的主要诱因。优化后断面箱体间距处大尺度旋涡被打散,升力和扭矩时程均方根(RMS)明显减小,从而有效改善了主梁的VIV性能。同时优化工况的升力和力矩系数曲线的斜率在±5°攻角范围内均为正值,说明主梁具备了气动稳定必要条件。

超大跨度分离三箱主梁桥梁抗风性能及气动优化研究

对于超大跨度分离三箱主梁桥梁而言,对风的作用有着较强的敏感性,其抗风的性能已经成为超大跨度桥梁设计中需要重点控制的因素。分离三箱主梁在超大跨度桥梁中是一种典型的主梁断面形式,主要就分离三箱主梁中的抗风性能和气动优方案进行分析,并提出气动措施的相关设置方法。

三片主梁装配式小箱梁受力分析

本文对位于三级公路上且有3片主梁桥面设人行道的装配式小箱梁的受力状况进行分析,计算了3片主梁装配式小箱梁的横向分配系数,建立单梁有限元模型,提出了设计中需要注意的问题,对以后从业人员对桥面较窄,湿接缝较宽的小箱梁上部结构设计有一定的参考和借鉴作用。

开口断面斜拉桥主梁动力特性的有限元简化计算

以1座双索面开口断面大跨径斜拉桥为例,探讨了采用3种主梁简化模型计算开口断面动力特性的差别。结果表明:对于纵飘、侧弯及竖弯各阶固有动力特性,采用单主梁模型、主梁壳单元模型、三主梁模型计算的结果基本一致,将3种模型的动力特性计算用于抗震分析时,结果相差不大;而采用单主梁模型会低估抗扭刚度,对桥梁结构扭转频率产生较大的误差;三主梁模型和主梁壳单元模型结果相近,桥梁抗风分析时不宜采用单主梁模型。

三索面斜拉桥成桥索力优化分析

对三索面三片桁架主梁新结构而言,索力优化时不仅要考虑纵向结构受力和线形,而且要考虑横向结构变形及索力的分配,合理确定成桥状态下三个索面的索力是一项十分重要而繁杂的工作。该文结合在建的天兴洲大桥,先用ANSYS建立平面模型提取影响矩阵等数据,利用1stOpt软件的独特算法求得满足结构总体线形和受力要求的纵向最优索力值;再利用这组索力,在空间模型的基础上,按照不同的目标,运用影响矩阵法对三面索索力进行调值,得出索力横向分配结果,方法简单、有效。

弧门三叉斜支臂扭角的验算与求证

依据数学的原理定理,对弧形闸门三叉斜支臂的空间几何形状进行分析,推导求证出该种支臂结构中:水平偏斜角;上(下)、中支臂中线的夹角;在支铰的垂直端面上形成的扭角等相关角度间存在的函数关系,总结出详细的计算公式。通过三维模型验证了方法的正确性,并对现行《规范》相关内容进行解读与澄清。

基于有限元动力特性分析的开口截面主梁模式研究

本文以一座独塔双索面开口断面斜拉桥为例,探讨了三种主梁简化模型用于计算开口断面的动力特性差别。结果表明,在此类桥梁计算时,单主梁模型会低估抗扭刚度,而三主梁模型和壳单元模型结果相近,桥梁抗风分析时不宜采用单主梁模型。

基于有限元动力特性分析的开口截面主梁模式研究

双索面斜拉桥的拉索对全桥的抗扭刚度贡献大，主梁常常可采用高度较小，甚至开口截面的形式。边主梁的开口截面或分离边箱梁的半开口截面的主梁自由扭转刚度小，约束扭转刚度不可忽略。忽略约束扭转刚度会低估了结构的抗扭性能，而在结构体系计算时带来较大的误差。以一座双索面开口断面大跨径斜拉桥为例，探讨了三种主梁简化模型计算开口断面的动力特性差别。结果表明，在此类桥梁计算时，单主梁模型会低估抗扭刚度，而三主梁模型和壳单元模型结果相近，桥梁抗风分析时不宜采用单主梁模型。

三索面三主桁斜拉桥设计参数研究

三主桁三索面斜拉桥是一种高次超静定结构,其受载后的内力分配具有空间特性,受力复杂,设计参数对其受力特性的影响值得研究。本文通过建立大型有限元空间模型对其进行了受力分析,通过改变主要设计参数(横梁刚度,平联刚度,K撑),讨论了三主桁结构主要设计参数对其受力特性的影响。通过对比分析发现:横梁刚度对主桁受力影响较小,但平联刚度的影响较大,在四倍于原平联面积下,个别中主桁弦杆的轴力变化超过500%,因此设计中对于平联的影响应加以重视,另外增加K撑可以作为一种有效的改善措施。

薄壁钢箱梁自由扭转刚度和翘曲扭转刚度的计算

大跨度桥梁动力特性分析中主梁自由扭转刚度和翘曲扭转刚度的计算是个难点,本文介绍了利用ANSYS有限元软件计算扁平钢箱梁截面的扭转常数和翘曲常数的详细步骤,并给出了动力特性分析中计入翘曲扭转刚度的方法.通过实际算例验证了本文介绍的大跨度桥梁主梁扭转刚度计算方法的可行性,并指明了具体实施中的一些细节和技巧.

水布垭水利枢纽溢洪道弧形闸门制造工艺分析

湖北清江水布垭水利枢纽溢洪道弧形闸门为横主梁三斜支臂结构,制作工艺复杂,通过弧形平台制作放样、下料卷制、焊接等方法、手段,采用科学合理的焊接工艺及拼焊顺序,保证了该闸门的制作质量。