施工阶段曲线预应力连续刚构桥空间受力分析

为研究曲线预应力连续刚构桥施工阶段空间受力特性,以南京至句容城际轨道交通工程上1座五跨连续刚构桥为研究背景,利用ABAQUS有限元模型建立不同曲线半径桥梁模型。通过对最大悬臂状态下截面正应力受不同曲线半径的影响分析,研究便于工程应用的实用计算方法。研究表明,在自重和预应力荷载作用下,墩顶截面正应力出现内小外大现象,其余截面则出现内大外小现象。通过指数函数拟合公式提出较为简便的以直代曲实用计算方法,为工程实际提供参考。

沉管隧道结构的空间受力性态分析

目前沉管隧道的结构设计计算大多采用一维弹性地基梁模型,或在此基础上再取若干个横截面进行平面分析。本文以甬江水底沉管隧道为工程背景,采用墙单元和板壳单元建立沉管结构的三维有限元分析模型,用水土分算原理确定沉管结构的水土荷载,对沉管隧道结构水土荷载的空间分布及沉管结构的空间受力性态进行了数值计算与分析,探讨了水位对沉管结构水土荷载值的影响以及沉管板底与基础的部分脱空和沉管顶部覆土厚度等因素对沉管结构内力的影响。在此基础上,文中对沉管结构的设计计算模型以及沉管隧道的有关管理措施提出了建议。

广珠城际西江特大桥主桥空间受力分析

为了准确模拟预应力混凝土独塔斜拉连续刚构组合桥型的空间受力特性,以大型通用有限元程序为平台,采用相应的建模策略和二次开发技术,建立三维空间精细化基准有限元模型,在此基础上编制相应的计算程序,分析研究西江特大桥主桥独塔斜拉和连续刚构2种体系在组合结构中的受力性能及其作用.对比分析了其主梁考虑预应力和不考虑预应力2种情况下组合结构的自振特性.计算结果表明:独塔斜拉刚构体系整体表现出刚构的受力特性,斜拉索作为安全储备可对结构的"刚度保持"起到重要作用;主梁预应力效应改变了组合结构的刚度体系,对组合结构的自振特性具有一定的影响.

装配整体式混凝土框架子结构防连续倒塌空间受力性能试验研究

文章设计并制作3个2/3缩尺的梁柱节点构造形式为开槽水平搭接的装配整体式混凝土(PC)结构试件,对中柱进行了力-位移控制静力加载的试验。第1个为空间框架子结构,第2个为平面框架子结构,第3个为悬挑结构。根据试验的抗力、位移、应变、裂缝发展及破坏形态等结果对试件的受力变化及抗力机制进行分析。结果表明:压拱作用峰值点之前,空间框架子结构基本可以由平面框架子结构和悬挑结构来叠加等效。由于空间框架平面外横向梁的存在,使得空间框架子结构的压拱效应承载力相比于平面框架子结构的提高11.65%,这主要来源于平面外横向梁的梁机制提供的竖向承载力,但不影响空间框架和平面框架悬链线的开始位移。在悬链线阶段,空间框架子结构平面外横向梁的存在会使悬链线效应降低27.23%,且会使悬链线效应提前近一半的竖向位移结束。在空间框架子结构中发生连续倒塌时,柱头会发生平面外的偏转,会使压拱阶段的峰值相较于平面框架子结构和悬挑结构叠加之和降低4.77%,对悬链线阶段的峰值平面框架子结构和悬挑结构叠加之和降低39.04%。空间框架子结构和平面框架子结构的主要区别源于平面外横向框架梁的影响,会使得空间框架结构出现明显的扭转裂缝,且裂缝发展程度更集中和严重一些,这对结构受力是不利的。

独柱塔自锚式悬索桥锚固横梁结构空间受力分析

南京江心洲大桥边跨主缆锚固大横梁设计独特,结构受力非常复杂。为了获得锚固横梁局部应力的大小与分布规律,对其传力途径进行研究,以通用有限元程序为计算平台,采用空间索单元模拟横梁中配置的预应力束以及主缆束股,三维块体元模拟混凝土锚固横梁,应用二次开发技术,建立精细三维有限元模型。在此基础上采用合理的加载模式对锚固横梁在空缆阶段和成桥状态2种不同工况进行应力计算与分析。结果表明:在空缆与成桥2种状态下锚固横梁的应力值与分布规律变化较大;为保证锚固横梁在施工过程中的受力状态处在合理的范围之内,锚固横梁中配置的大量预应力束应配合主缆束股的内力变化而分批次张拉。

连拱隧道与人防洞室连接段的空间受力分析

文章采用三维有限元数值计算方法,对连拱隧道与人防洞室连接段进行了空间受力分析,重点探讨了人防通道开挖对隧道正洞结构及中墙产生的影响。其计算结果为隧道的设计与施工提供了理论依据,也可为其它同类结构的设计提供参考。

型钢混凝土异形柱框架空间受力性能分析

为研究型钢混凝土异形柱框架的空间受力性能,对一个五层的双向两跨空间框架模型进行了低周反复加载试验,得到了空间框架的破坏形态及滞回曲线和骨架曲线,分析了其延性、位移角、刚度、耗能等抗震性能指标。基于此,采用OpenSees建立了空间框架的有限元模型,计算结果与试验结果吻合较好,进而对空间框架的破坏机制和协同工作机制进行了探讨,并分析了不同加载角下轴压比和柱肢长宽比对空间框架受力性能的影响。研究结果表明:型钢混凝土异形柱空间框架的梁端先于柱端发生破坏,节点损伤相对轻微,边框架的破坏程度比中框架严重;出铰顺序呈现为从梁端到柱端、从低层到高层、从中榀到边榀的发展规律;空间框架的滞回曲线基本对称且较为饱满,具有较好的延性及较强的耗能能力和抗倒塌能力,受力性能优于没有连接的独立框架;随着加载角的增大,空间框架的承载能力和耗能能力显著提高,初始刚度略微增大,延性先变好后变差;在相同加载角下,随着轴压比增大,空间框架的承载能力、延性和耗能能力均降低,初始刚度先增大后减小;随着柱肢长宽比增大,空间框架的承载能力、初始刚度和耗能能力均提高,延性变差。

渗透力作用下基坑环形支撑体系空间受力分析

大型深基坑支护是当今工程界的热点课题之一,其中环形支撑体系作为一种新的基坑支护形式,在某些空间受限的条件下可以发挥其独特的优势。本文通过考虑渗流效应的影响,建立三维有限元模型,分析基坑环形支撑体系的内力、变形,系统分析了基坑环梁支撑体系在考虑渗流效应下的受力变形特点,旨在为该类支护结构的应用提供理论分析。

大悬臂预应力混凝土盖梁空间受力分析

大悬臂预应力混凝土盖梁一般为跨高比较小的深受弯构件,内部体系受力复杂.为研究其空间受力特点,采用通用有限元结构分析程序建立三维块体有限元盖梁模型,对其进行施工阶段和使用阶段受力分析,并与相应梁单元模型进行对比.结果表明:实体模型及梁单元模型计算所得应力分布总体相同,但实体模型会出现部分应力集中现象;施工阶段分析应是此类盖梁结构设计的重点;盖梁悬臂段截面横向受力不符合平截面假定,局部出现应力集中现象.

短肢剪力墙结构顶层端节点的空间受力研究

在两个短肢剪力墙无粘结预应力楼盖子空间结构模型的低周反复加载试验研究基础之上,本文通过对短肢剪力墙结构顶层端节点在试验试件的破坏失效结果分析,以及节点区钢筋的应变分析,＂L＂型短肢剪力墙顶层端节点在水平加载过程中从二维平面节点受力状态逐渐转变为空间节点受力状态的受力模式,空间节点受力比二维平面节点受力复杂得多,空间节点比平面节点抗震性能更有利,因此在工程设计中建筑物角部应尽可能采取＂L＂形墙肢的建议。

异形拱桥结构设计及空间受力分析

为研究异型拱桥宽箱梁结构的静力空间效应和动力特性,以南京市中兴路北延跨秦淮新河下承式系杆拱桥为研究对象,基于MIDAS/Civil软件建立该桥上部结构空间梁格模型,分析短暂状态和持久状态结构主梁典型截面的应力分布.采用子空间迭代法探讨成桥状态结构模态.结果表明:短暂状态横隔梁的拉应力较大,持久状况下主桥混凝土梁段压应力较大.主梁截面应力在全过程均为全截面受压,且应力分布凸显了结构的空间效应,初等梁理论不再适用.主桥上部拱肋与主梁相比刚度较小,主梁竖弯初见于第46阶模态.

铰接预应力混凝土空心板梁桥的空间受力行为及加固分析

为研究铰接预应力混凝土空心板梁桥沿铰缝产生裂缝的病害机理及其加固方案,以某装配式空心板桥为背景,通过利用实体单元对包括企口铰缝在内的准确模拟,建立空间有限元模型进行数值分析.通过分析控制截面处相关应力值,得出铰缝处横向应力超标为产生此病害的主要原因;在此基础上,提出采用增设横向预应力体系进行加固和改善桥梁横向受力的2种方案,并对其进行数值分析和比较.结果表明,所提出的加固方案均能有效减少铰缝间混凝土的横向拉应力,改善结构的整体受力;在距梁底25 cm处设置相应的横向预应力钢筋的加固效果更加明显,且在耐久性与安全性方面更具优势.

大跨度连续梁桥0号块空间受力分析

0号块梁段是大跨度预应力混凝土连续梁桥设计及施工控制的难点和关键点之一。本文采用ANSYS软件和圣维南原理对某大跨度连续梁桥0号块梁段进行空间受力分析,获取了0号块的局部应力分布规律,其计算结果为该桥的设计提供了一定的依据,并为同类工程提供有益的参考。

渗透力作用下基坑环形支护体系的空间受力分析

大型深基坑支护是当今工程界的热点课题之一,其中环形支撑体系作为一种新的基坑支护形式,在某些空间受限的条件下可以发挥其独特的优势。通过考虑渗流效应的影响,建立三维有限元模型,分析基坑环形支撑体系的内力、变形,系统分析了基坑环梁支撑体系在考虑渗流效应下受力变形特点,旨在为该类支护结构的应用提供理论分析。

水中沉井下沉期间刃脚空间受力试验

以沪通大桥沉井为背景,设计完成了深水大截面沉井下沉模拟试验。模拟了沉井在水中不排水吸泥下沉的过程,并分析了沉井在下沉过程中刃脚踏面和斜面应力在空间上的分布规律,得出沉井角点处应力最大,长边中点处最小,短边平均应力大于长边的结论。以长边中点为基准应力,确定了长宽比为1.33时刃脚全截面的应力系数。刃脚斜面上应力除受空间位置影响外还与泥面高度相关,且变化规律与踏面应力相反。当泥面高度确定后,用三次函数确定其应力分布。讨论了倾斜、翻砂突沉对刃脚受力的影响,得出两者均会引起刃脚空间受力分布的改变。发现沉井翻砂和突沉前后刃脚踏面应力、斜面应力、刃脚处水力梯度均会发生明显的变化,且变化趋势均早于沉井翻砂和突沉的发生,对沉井翻砂和突沉的预警有重要意义。

PPC和RC空间受力结构使用阶段的截面正应力计算

提出了双轴惯性矩的定义和物理意义,应用双轴惯性矩的定义研发了任意截面形式的部分预应力混凝土(PPC)和钢筋混凝土(RC)空间受力构件在正常使用阶段的截面正应力计算算法,并给出了计算实例,以供参考。

大跨度复杂结构桥梁施工全过程结构空间受力特性研究

研究目的:通过建立施工全过程时效和路效分析的三维非线性模型,对大跨度V形连续刚构拱组合结构桥的施工全过程空间受力特性进行研究,解决以往的桥梁设计和施工监控采用的计算方法不能有效分析混凝土箱梁的剪力滞、扭转和畸变等引起的截面应力分布不均匀问题。研究结论:分析了大跨度V形连续刚构拱组合结构桥施工全过程主梁截面顶板纵向正应力、横向压应力、腹板剪应力等截面空间应力分布和变化规律,其表现在:主梁截面顶板纵向正应力沿横向分布呈显著的不均匀性,剪力滞效应明显,与初等梁理论的预测值相异;主梁横向压应力普遍不大,且顶板应力分布不均匀程度大于底板;单箱双室截面梁三腹板剪应力分布连续变化,且中腹板的剪应力略大于边腹板剪应力,整体具有较好的规律性;施工全过程主梁纵向正应力包络线体现了最大拉应力和最大压应力的施工工况,为施工控制提供了理论基础。

连拱式组合拱支护结构空间受力性能分析

采用三维有限元软件 ,结合工程实例对混凝土连拱式组合拱支护结构的空间受力性能及其影响因素进行了分析。特别对大桩直径和肋板距离两个参数对该结构受力性能的影响进行了定量分析 。

大跨预制箱梁分幅架设施工过程中花瓶形桥墩空间受力分析

花瓶形桥墩由于造型美观,节约空间而得到广泛应用;然而,实施大跨预制箱梁的分幅架设施工,荷载工况变化大,桥墩受力复杂。因此,对花瓶墩进行准确的架设过程空间受力分析至关重要。该文通过对某高速公路工程大悬臂花瓶墩建立实体有限元模型,针对结构异形的特点,考虑4种不利工况下不同传力路径应力分布状况,研究非对称大跨预制箱梁分幅架设全过程花瓶墩的复杂空间受力状态。结果表明:花瓶墩在各种不利施工工况下整体受力表现为受压状态,横桥向受力良好;然而在移梁侧局部应力较大,特别是架桥机中支腿所在桥墩的临时支座间墩顶混凝土存在纵向拉应力超过混凝土标准抗拉强度的风险,可能产生受拉裂缝。

斜拱空间受力特性中的斜度效应研究

利用改进的厚壳元程序，详细分析了斜板拱桥在不同斜度情况下的空间受力特性，提出“界限斜度”的概念。