西溪河交通输水两用拱桥杆系有限元分析

西溪河交通输水两用拱桥采用“上层通车,下层过水”布置,将输水钢管与公路桥结合起来,充分利用拱式结构承载力较强的优势,最大限度优化工程建筑物布置。但两种功能的结合也带来较为复杂的结构形式和荷载,需要详细分析桥梁结构的受力情况,并以此为依据做好结构布置和配筋设计。基于MIDAS CIVIL桥梁杆系有限元计算软件,建立完整的桥梁上下部结构,同时考虑公路桥梁和水工建筑物荷载,对西溪河交通输水两用拱桥内力和变形进行分析。

平面布索斜跨拱桥设计参数敏感性分析

平面布索斜跨拱桥的吊杆一端锚固在拱肋的拱顶区域,另一端锚固在主梁的中线上,所有吊杆位于同一个平面内。这种平面布索斜跨拱桥设计新颖,不仅其拱梁结构受力明确,而且外观简洁优美,车辆行驶的通视性好。为了研究该斜跨拱桥的设计参数的取值对结构静力特性的影响,本文以中山市一座平面布索的斜跨拱桥为工程背景,通过建立空间杆系有限元模型,对拱肋刚度、吊杆下锚固点间距、拱轴线水平投影与主梁中心线的夹角等三个设计参数的敏感性进行了分析。研究结果表明:在移动荷载作用下,拱肋刚度变化对拱的内力和变形影响较为明显,而对主梁弯矩和挠度的影响较小;吊杆下锚固点间距的增大将导致拱的内力减小,使主梁的跨中弯矩增大;拱轴线水平投影与主梁中心线的夹角在15°~27°范围内变化则对拱与主梁的内力和位移没有明显的影响。本文研究成果可为该类桥梁的初步设计提供有益的参考。

大跨度预应力U形槽壳在亭子口灌区一期工程中的应用

我国目前大中型灌区工程中槽身承受水荷载大,变形要求严格,同时保证水密性的大跨度槽壳应用需求增大。以预应力U形槽壳为研究对象,利用桥梁博士V4.4.1结构计算软件,采用空间杆系有限元分析方法,分析了预应力U形槽壳和预应力矩形槽壳在结构效应组合下产生的弯矩、剪力、裂缝等。结果表明:在中小流量渡槽工程中,预应力U形槽壳相较于预应力矩形槽壳自重轻,在相同过流能力的前提下产生的跨中弯矩及支端剪力均较小,有利于结构受力;预应力U形槽壳相较于预应力矩形槽壳所用的混凝土量少,更加经济。

考虑虚拟横梁刚度的装配式空心板桥杆系有限元建模方法

装配式空心板桥在我国中小跨径桥梁的建设中应用广泛,空心板桥的设计中常采用空间梁格法建立杆系有限元模型进行计算。为了研究装配式空心板桥的杆系有限元建模方法,进行了8 m跨径的5片空心板桥足尺模型试验,将试验结果与实体有限元分析结果对比分析,并且将考虑不同虚拟横梁刚度的杆系有限元分析结果与实体有限元分析结果对比分析。结果表明,实体有限元模型建模方法能较好模拟装配式空心板桥整个加载过程受力状态和横桥向传力性能;空心板桥杆系有限元建模时,8 m和10 m空心板桥的虚拟横梁高度取0.8倍铰槽深度,13 m和16 m空心板桥的虚拟横梁高度取0.6倍铰槽深度时,可得较精确的计算结果。

张弦桁架上弦面腹杆型式对结构内力的影响研究

对某跨度为100m的张弦桁架结构,研究上弦面斜腹杆采用3种不同形式时的结构受力特性,通过MATLAB编程法内力计算和ANSYS验证,结果表明交叉式结构体系受力性能最好,锯齿式次之,山脉式最差,这些研究结果对张弦桁架结构设计有着重要的指导意义。

斜拉桥牵索式前支点挂篮有限元分析监测技术

某3跨双塔单索面预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为160 m+320 m+160 m,主梁为单箱五室类三角形截面,采用牵索式前支点挂篮悬臂对称浇筑。挂篮自重210 t,最大承重523 t。为确保主梁及挂篮系统的施工安全,对挂篮采用Midas civil软件进行杆系有限元模拟分析,并与挂篮设计单位提供的ANSYS实体仿真分析应力及支反力结果进行对比,结果表明杆系有限元分析与实体仿真分析结果较为一致。根据2种理论计算结果确定测点,进行了挂篮关键部位应变监测,换算得到的实际应力结果满足要求,使主梁及挂篮系统在施工过程中较为安全。