基于混合壳单元法预应力混凝土T梁的受力性能

为了准确预测与评估预应力混凝土T梁的力学性能,利用混合壳单元建立了T梁有限元计算模型,对T梁从完好状态至破坏状态的力学行为进行了非线性分析。T梁中弯曲预应力钢筋采用组合壳单元模型,应用虚功原理推导了其对组合壳单元刚度矩阵的贡献,梁底平直预应力钢筋采用分层壳单元模型;利用Owen双参数屈服准则和Hinton压碎准则描述混凝土材料非线性特性,采用双折线本构模型模拟钢筋材料。分析结果表明:混合壳单元法计算结果与试验结果吻合良好,弹性阶段的T梁刚度折减不明显,非线性阶段刚度发生明显折减,跨中预应力钢筋应力增长幅度最大,因此,混合壳单元法对预应力混凝土T梁力学行为分析是有效的。

虚拟层合板壳单元法在结合梁桥力学分析的应用

研究目的:钢一混结合梁是城市轻轨、客运专线等铁路建设中桥梁结构型式的发展方向之一。经典的有限元分析方法模型处理烦琐、单元剖分数量多,计算费时、结构的分析效率较低,并且不易准确模拟结构的实际受力特性,有必要寻找更为简便有效的结构分析方法。研究结果:多种方法的结果对比及分析表明了虚拟层合单元法的有效性、准确性及良好的适用性,为钢一混结合梁的力学分析提供了一种可靠有效的方法。

基于正交异性壳单元的悬索桥非线性静风稳定性分析

基于正交各向异性空间壳单元的大跨度桥梁静风稳定分析方法,通过对江阴长江大桥的静风稳定分析表明,大跨度悬索桥在静风荷载作用下存在两种破坏形式,即静力扭转发散与风荷载超过结构极限承载力造成的破坏,结构的具体破坏形式可能因攻角不同而改变。通过与空间梁单元模型的比较分析表明:两种方法计算的整体变形比较一致,但传统空间梁单元模型存在一定的局限性,而壳单元法能比较全面地考虑结构的整体与局部失稳。

斜交连续钢箱梁桥横隔板布置方式研究

研究目的:对于斜交连续钢箱梁桥,正交横隔板有利于荷载横向传递和施工拼接。为简化结构在支点处的构造以进一步优化该横隔板布置方式,本文取消中间墩支点处斜横隔板,在此基础上提出一种新的横隔板布置方式概念,并研究和验证其可行性。研究结论:(1)以某(30+35)m跨斜交连续钢箱梁桥为工程背景,采用通用有限元软件建立了全桥板壳单元模型,计算结果表明,采用本文提出的横隔板布置方式,结构整体受力性能与局部应力均满足设计要求;(2)当斜交角度较小时,横隔板正交布置或斜交布置的结构受力差别不大;(3)通过进一步优化构造措施,讨论了该种新型横隔板布置方式在大箱室和大斜交角的钢箱梁桥上的适用性;(4)本研究结论可为斜交连续钢箱梁的横隔板的设计提供部分理论参考。

宽幅钢箱梁若干设计要点研究

随着经济建设的发展,桥梁宽度日益增加,宽幅钢箱梁被广泛的应用于各类工程实践,为探究此类结构的受力模式,以2×40 m跨径的宽幅钢箱梁为研究对象,建立三维数值分析模型。以典型工况为荷载条件,验证单梁法、梁格法及板壳单元法的设计精度,在此基础上,分析、归纳及总结了宽幅钢箱梁的受力特性,结合有限元分析成果及中外规范着重论述了宽幅钢箱梁横梁的受力模式及简化计算方法,提出了宽幅钢箱梁的设计建议,以期为类似结构的设计提供参考。