爆炸冲击作用下不同材料箱型梁桥损伤分析

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,采用三阶段耦合方法模拟了爆炸作用下某实际钢筋混凝土小箱梁桥局部毁伤与整体毁伤过程,得到了在35kg当量炸药下箱型梁桥关键构件的破坏模式与损伤机理,研究了爆炸作用下不同目标材料对箱型梁桥的损伤影响。基于靶板最大位移公式,得到了爆炸冲击作用下不同箱型梁桥材料强度与损伤Y向位移比值之间的联系。结果显示:当炸药当量为35 kg时,箱形梁桥整体未出现倒塌,顶板毁伤最为严重,出现贯穿损伤,混凝土剥落严重,出现椭圆形炸坑;腹板与顶板交界处出现裂缝,模拟过程印证了冲击波爆炸时先在表面形成环状向外扩散,随后水平扩散至翼缘板边缘再开始向下蔓延的理论;随着材料强度不断提高,箱型梁桥损伤面积不断减小,箱梁稳定性也逐渐提高。

基于中小跨径箱型梁桥中性轴高度的结构状态研究

中小跨径箱型梁桥的中性轴高度作为反映结构健康状态的重要参数可以作为关键监测指标。研究了基于应变的中性轴高度评价结构损伤状态的可行性。通过有限元模拟研究了当结构状态发生变化时混凝土箱型梁桥在静力状态下中性轴高度变化的规律。结果表明,结构未开裂时,混凝土箱梁的中性轴高度随着荷载的增大基本保持不变;当结构出现裂缝后,通过中性轴位置判断裂缝发展情况,定量分析结构裂缝深度与中性轴高度的关系。

连续箱型梁桥分析的新方法

提出以３次Ｂ样条函数及最小势能原理建立的连续箱型梁桥分析的ＱＲ法。该法比有限元法及有限条法优越，很容易在微机上实现。

高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固的T型梁桥试验

以采用高强不锈钢绞线网-渗透性聚合砂浆加固技术加固的某大桥为工程背景,采用大比例模型试验,分析加固T型梁抗弯承载力的影响因素及其破坏特征。在试验研究的基础上,给出采用此法进行抗弯加固的T型梁承载力、刚度以及最大裂缝宽度的计算公式。同时对试验桥梁在加固前后进行了静力荷载试验。结果表明:该加固措施有效提高了梁的抗弯承载力和刚度,显著减小了桥梁裂缝宽度,并延迟了裂缝的出现;该加固技术可在不影响桥梁通行的情况下进行,具有良好的经济与社会效益。

钢筋混凝土简支T型梁桥损伤识别的数值模拟

针对实际工程中大量钢筋混凝土简支T型梁桥的损伤、老化问题,对这类桥型进行损伤识别理论的研究。在建立典型T型梁桥有限元模型的基础上,采用便于T型梁桥工程应用的柔度差指纹和损伤确定准则组合成新的识别流程,成功地对钢筋混凝土简支T型梁桥主梁的损伤识别进行了数值模拟。考虑现有检测技术的限制(有限测点及测试噪声的干扰),利用MONTECARLO方法量化了噪声干扰对识别结果的影响。模拟分析的结果揭示了对该桥型进行损伤识别的特点并为其实际的损伤辨识提出了建议。

超高车辆撞击预应力箱型梁桥上部结构的动态响应

为揭示预应力箱型梁桥遭受超高车辆撞击下的损伤,将此类撞击的数字仿真与试验对比研究了箱型梁桥上部结构动态响应.运用LS-DYNA软件建立了精细化预应力箱型梁桥上部结构的三维分离式模型和车辆与桥梁上部结构的耦合模型,在汽车以80 km/h速度正面撞击桥梁时,研究桥梁、汽车的破坏损伤和桥梁整体位移,分析比较了车速分别为30、50、80 km/h时,桥梁上部结构遭受超高车辆撞击的动态响应.研究结果表明:质量较大的预应力箱型梁桥上部结构遭受超高车辆撞击时,桥梁整体损伤较小,应主要研究其局部破坏;撞击过程中车厢的形变会导致车-桥之间撞击形式由正面撞击向冲切撞击转变;车-桥碰撞力值和桥梁撞击区域位移值均与车速成正相关,当车速为80 km/h时的最大位移值为165 mm.

轨道交通U型梁桥下部结构纵向水平线刚度合理值研究

针对轨道交通U型梁桥的具体结构形式,建立了桥上无缝线路梁轨相互作用空间非线性有限元计算模型。分析了轨道交通U型梁桥的无缝线路纵向附加力,并对轨道交通U型梁桥下部结构纵向水平线刚度合理值进行探讨。研究结果表明,我国《地铁设计规范》及《京沪高速铁路设计暂行规定》等规定的桥墩墩顶最小纵向水平线刚度值应用于轨道交通高架桥设计明显偏大,可适当放宽。

小半径曲线段槽型梁桥车致振动响应测试分析

研究目的:合肥铁路枢纽环到线特大桥位于半径为300 m的曲线上,其34~#～35~#墩桥跨上跨淮南铁路上行线,为减小结构建筑高度,采用32 m跨径单线简支槽型梁,以直代曲设计;列车运行在曲线尤其是小半径曲线区段桥梁上,在离心力作用下,车辆和桥梁的横向振动加剧,扭转效应突出,而槽型梁为开口截面,其抗扭刚度相对闭口的箱梁较低;另一方面,曲线通过时,轮对的横移量增大,车轮轮缘向外轨贴靠,使得轮对横向力和脱轨系数增大,且未被外轨超高所平衡的离心力又增大了轮对的减载率,容易导致列车脱轨事故发生。因此,为确保列车安全、平稳运行,并揭示小半径曲线段槽型梁桥的动力性能,对小半径曲线段单线槽型梁桥的车致振动响应进行测试分析。研究结论:(1)槽型梁桥实测竖、横向基频均大于有关规范给定的竖向自振频率限值和实测横向最低自振频率通常值,该槽型梁桥的横向刚度主要由其基础刚度控制;(2)该桥结构刚度能够满足C62货车以不高于设计时速40 km安全运行的要求;(3)曲线段槽型梁桥的横向振动响应由离心力作用产生的结构横向静态响应和车桥耦合引起的横向振动响应两部分组成;(4)本研究成果可供曲线段铁路桥梁的设计和管养以及列车与曲线段桥梁系统耦合振动机理分析参考。

小半径曲线段槽型梁桥车桥耦合振动研究

为研究列车与小半径曲线区段槽型梁桥的车桥耦合振动特征及机理,以位于半径为300m曲线上的铁路单线简支槽型梁桥为背景进行分析。采用ANSYS建立全桥空间有限元模型,在计算分析槽型梁桥动力特性的基础上,采用随机振动理论模拟列车通过曲线段桥梁的全过程,评估列车的走行性,分析槽型梁桥的车桥耦合振动响应特征并与实测结果进行对比。结果表明:C62货运列车以不高于40km/h的速度通过半径仅为300m的曲线区段桥梁时,具有良好走行性;槽型梁桥具有足够的竖、横向刚度;曲线段槽型梁桥的横向振动响应可分解为离心力引起的结构横向静态响应和车桥耦合振动引起的结构横向动响应两部分。

预应力箱型梁桥遭受超高车辆在不同位置撞击下的动态响应

随着城镇化的加快,超高车辆撞击城市预应力箱型桥梁上部结构的事故时有发生。因此,有必要对此类撞击事故的动态响应进行研究。运用LS-DYNA建立了精细化T型梁桥上部结构的三维分离式模型,与罐体模型进行碰撞分析。与相应试验结果进行了对比,验证了LS-DYNA模拟此类撞击的正确性。运用LS-DYNA建立了精细化预应力箱型梁桥上部结构的三维分离式模型,分别建立了三种工况下车辆与桥梁上部结构碰撞的耦合模型,由计算结果可以看出三种工况下桥梁损伤的位置和状况大致相似,撞击位置距离支座越近,桥梁损伤就越严重。结果表明:撞击位置距离支座越近,碰撞力越大,撞击区域位移就越大。因此,超高车辆撞击预应力箱梁考虑最不利情况时,应研究车辆撞击桥梁支座处的破坏情况。

近海箱型梁桥受海啸波浪力作用试验研究

近海桥梁在极端气候下会受到海啸波或者风暴潮等灾害作用。采用水槽模型试验研究了海啸波在近海桥梁结构上的波浪力作用规律。试验原型为厦门演武大桥的A匝道桥,上部为流线型三室箱梁,下部为圆柱式桥墩。模型采用1∶25缩尺比进行海啸波冲击试验,研究不同海啸波条件下箱梁和桥墩结构所受波浪力特点。研究结果表明:在波浪刚冲击到主梁时,由于受到动水冲击力的作用,结构所受压强会瞬间达到最大峰值,随后,当波浪水流逐渐浸没桥体时,由于受到动水压力的作用,压强趋于稳定变化。不同波速或冲击淹没系数下结构所受的竖向力峰值都约为水平力峰值的两倍,然而,波速或冲击淹没系数的变化却对结构所受水平力的影响更为明显。当波高一样时,随着波速的增加,桥墩所受峰值压强显著增大,而当波速相同时,波高的变化对桥墩所受峰值压强的影响较小,说明桥墩所受波浪力对波速的变化更为敏感。

粘钢加固对简支T型梁桥动力特性的影响

以福建安溪清溪大桥为工程背景,首先进行了粘钢加固前后的环境振动测试和刹车等强迫振动测试,并进行了实验模态分析;其次,分别建立了粘钢加固前后全桥的有限元模型,进行了模型参数修正,并比较了加固前后桥梁动力特性的变化;最后,基于修正后的模型,考察了粘贴钢板厚度和高度、T梁横向联结程度、桥面铺装厚度以及主梁腹板损伤程度等参数对粘钢维修加固桥梁动力特性的影响。结果表明:清溪大桥加固前后动力特性测试和分析结果基本吻合,粘钢加固改造能有效提高桥梁的振动频率和整体刚度。

钢筋混凝土箱型梁桥的控制爆破拆除

长沙市芙蓉北路捞刀河钢筋混凝土连续箱型梁桥由两座6跨5墩的独立桥梁组成,采用只爆破桥墩不爆破桥面的控制爆破技术,使桥梁从桥南向桥北逐跨原地坍塌,爆破拆除取得了圆满成功。

简支T型梁桥动力分析与减振优化设计

应用ANSYS软件建立有限元模型,研究了移动荷载对简支T型梁桥动力响应的影响,计算分析了不同运行速度的移动荷载通过简支T型梁桥引起的动力响应。结果表明,随着运行速度的提高,位移响应也相应提高;随着梁联数的增加,自振频率相应增加。基于振动分析,对简支T型梁桥的减振方案进行优化设计。分析表明,通过改变截面减小位移响应的方法减振效果不太明显,而采用X型横向连接方式减振效果优于传统的横向连接减振方式。研究结果可为简支T型梁桥结构的减振设计和施工提供理论参考。

箱型梁桥顶板上的横向温度应力分析

随着桥梁结构向大跨、薄壁、轻型、整体方向发展,预应力混凝土箱型梁桥得到日益广泛的使用。近二十几年来,人们对全预应力混凝土桥梁进行调查,常发现有许多严重裂缝。在国内外有关箱梁裂缝的文献报导中,讨论得较多的是箱梁竖向裂缝和斜裂缝问题。然而。

某T型梁桥加固方案设计

以某T型梁桥为例,以其加固前荷载试验结果为依据,分析该桥加固前的技术状况。通过有限元计算对结构进行分析,提出加固设计方案,并在方案实施后再次进行荷载试验,通过加固前后荷载试验结果的对比,证明加固方案的设计是成功的。

T型梁桥中钢筋腐蚀传感器数量分配

研究了钢筋混凝土T型梁桥中钢筋腐蚀光纤光栅传感器布置数量分配问题。针对某钢筋混凝土T型梁桥,对于埋设传感器的T梁上翼缘、T梁肋梁、盖梁、桥墩桥台、基础五个部位,采用层次分析法,建立了传感器数量分配的AHP层次分配模型,该模型反映了各因素对传感器埋设数量的影响。由此得到各部位关于传感器数量分配的权重,完成各部位腐蚀传感器数量分配。

减振垫刚度变化对U型梁桥系统振动及结构噪声的影响研究

为了研究隔离式减振垫垂向刚度对U型梁桥结构振动及噪声的影响,采用多体动力学和有限元联合仿真的方法建立基于Timoshenko梁模型的车辆-轨道-桥梁刚柔耦合动力学模型,并将理论计算结果与以往文献对比,验证了模型的有效性。基于该模型计算了减振垫垂向刚度不同情况下的桥梁系统振动及噪声响应。结果表明:随着隔离式减振垫垂向刚度的增大,钢轨和轨道板的振动响应都有不同程度的减小,但桥梁结构的振动响应被放大,轨道结构和U型桥梁的振动幅值先是产生明显变化,随后逐渐趋于平缓;隔离式减振垫垂向刚度增加会增大桥梁结构二次噪声,所以应该选取较小的隔振垫刚度以达到抑制U型梁桥结构二次噪声的目的,但过小的垂向刚度可能会放大40 Hz以内低频区域的结构噪声。综合U型梁桥系统振动及结构噪声的计算结果,考虑到工程成本,用于高架结构的隔离式减振垫垂向刚度取为0.067N/mm^(3)较为合适。

青藏铁路某简支T型梁桥动载试验研究和有限元分析

通过对青藏铁路某简支T型梁桥进行动载试验研究,分析列车通过时的动力响应,然后利用ANSYS分析软件建立有限元模型求解出理论值,将其和实测值进行比较分析,从而判断桥的承载力是否在允许的安全范围值之内,为桥梁的加固与否提供可靠的依据。

梁格法在T型梁桥静载试验中的应用研究

桥梁荷载试验能够直观地反映桥梁承载能力,而理论计算的准确性直接影响着桥梁荷载试验的安全性和结构的可靠性,因此,使用合理的方法进行桥梁结构荷载试验计算显得尤其重要。文章基于Midas有限元分析软件,采用梁格法对某T型连续梁进行荷载试验分析,结果表明:梁格法可以简单直观地反映空间结构的受力状况,便捷地调整横向弯矩传递有效值以反映出结构的实际受力状况。该方法在荷载试验中的应用具有较高的实用性和准确性。