大跨径悬索桥静风扭转发散的级数解法

首先提出一种新的求解大跨径悬索桥静风扭转发散问题的方法———三角级数法 ,这种方法综合考虑了静风荷载升力和升力矩共同作用的非线性影响 ;然后导出了所有计算公式 ,给出了计算流程图 .该方法具有输入数据少 ,计算速度快 ,易于编程的特点 .最后 ,以江阴长江大桥为例进行了数值计算比较 .大跨径悬索桥静风扭转发散的级数解法@程进 @肖汝诚 @项海帆     

悬索桥静风扭转发散的影响因素研究

基于索-梁体系广义模型揭示了主缆系统刚度退化是导致大跨度悬索桥静风扭转发散的主要原因.研究了主缆和桥塔的变形对悬索桥刚度退化的影响.理论分析表明,主缆的竖向运动对系统的扭转刚度影响至关重要,当任何一条主缆向上的竖向位移足够大时,主缆将处于松弛状态,进而导致系统的扭转刚度急剧下降.因此,主缆竖向运动引起的刚度退化是大跨度悬索桥发生静风扭转发散的关键原因.本文的研究还表明主缆的侧向位移和两座桥塔塔顶之间沿桥轴方向的相对变位对主缆的刚度退化起延缓作用,从而提高临界竖向位移.此外,紊流对扭转发散的影响不容忽视,紊流明显降低了桥梁结构的静风扭转稳定性.本文的理论成果可以尝试性地解释西堠门大桥非线性有限元分析的数值结果.     

悬索桥的静风扭转发散有限元精细化分析

基于大跨度悬索桥刚度退化及静风扭转发散的机理,选取了两个评价标准分别用以判断均匀流场和紊流场中悬索桥的刚度退化情况.在均匀流场中,由于主缆的变形形态与演变规律都很简单,因此可以选取主缆中点的竖向位移作为评价刚度退化及扭转发散的标准.当主缆中点向上的竖向位移恰好使其应力松弛时,结构将会出现扭转发散现象,这一竖向位移称为临界竖向位移.然而,在紊流场中,紊流中的脉动成分往往会引起结构显著的多模态耦合叠加的复杂响应.此时,前述的标准不再适用.为此,本文提出了一种基于识别时域范围内主缆长度的方法,即在时域范围内,当任意一条主缆的长度的最小值达到或十分接近无应力长度时,主缆将软化进而引起间歇式扭转发散.静、动力有限元分析表明,上述方法可以较好地解释大跨度悬索桥在不同流场中的扭转发散现象.     

大跨径悬索桥静载试验研究

阐述了大跨径悬索桥静载试验的方法、内容和实际加载方案,为检验既有大跨径悬索桥结构的静力性能,对主跨128m地锚式悬索桥进行静载试验.测试了结构的应变（应力）、挠度、吊索索力等值,并将实测值与有限元计算的理论值进行了对比分析.结果表明,吊索索力与挠度测试结果与理论数据相符,索力校验系数在0.90-1.10之间,吊索工作性能良好;应变值的校验系数超出规范的范围,且卸载后的残余应变较大,该桥承载力处于较不安全的状态.     

大跨径悬索桥非线性静风稳定性全过程分析

在综合考虑静风荷载与结构非线性影响的基础上，采用增量与内外两重迭代相结合的方法对大跨径悬索桥静风稳定性进行了全过程分析．以江阴长江大桥为例，验证了该方法的可行性．最后，探讨了结构布置方式、初始攻角以及主缆的垂度效应等因素对大跨径悬索桥静风稳定性的影响．     

大跨径多塔连跨悬索桥结构特性影响因素分析

文章在分析回顾多塔悬索桥结构特性研究进展的基础上,初步总结了多塔悬索桥力学行为规律;基于主缆垂跨比、中塔纵向刚度等参数对结构静、动力性能的影响趋势分析,建立了大跨径多塔悬索桥结构参数选取决策分析模型,使用层次分析法(AHP)对各设计参数进行了重要性排序,得出中塔纵向刚度、主缆垂跨比及加劲梁支承形式是影响结构整体性能的主要因素,指出了设计阶段参数选择的次序。     

大跨径悬索桥静风稳定性研究

为探讨大跨径悬索桥静风稳定性问题,利用ANASYS软件建立有限元模型,分别采用二维和三维分析方法,研究了不同来流风攻角下1480 m的洞庭湖二桥和2016 m的SUDNA海峡大桥的静风稳定性能.结果表明:不同断面形式的静风稳定性能差别较大,各种非线性效应的影响不可忽略,按照二维分析方法往往高估结构的抗风性能,三维非线性静风稳定性分析更为合理;来流风攻角不同时,静风稳定性能也有所差异,与箱梁桥相比,攻角对桁架桥静风稳定性的影响更为复杂;大跨径悬索桥的失稳形态多为横向屈曲失稳或者静力扭转发散失稳.     

大跨悬索桥加劲梁施工技术探析

大跨悬索桥施工规模庞大,施工难度高,加工构件多,加工周期长,施工时必须合理安排施工计划,并进行分步检测验收,才不致延误工期.本文主要对大跨悬索桥加劲钢箱梁制作、安装的施工技术进行总结,供同行参考.     

大跨径不对称斜拉桥非线性静风稳定性分析

大跨径桥梁的风致静力失稳值得关注,大跨径不对称斜拉桥的静风稳定性更需进一步研究。本文综合考虑几何非线性和静风荷载非线性,采用增量法与内外双层迭代法相结合的优化迭代法分析了某一大跨径不对称斜拉桥的静风稳定性,并研究对比了二维弹性模型的计算结果,以此说明进行非线性分析的必要性。     

进一步探讨正项级数的收敛与发散

介绍一个关于正项级数收敛与发散的判别法，并由此判别几个重要级数的敛散性，以此说明没有一个正项级数发散得最慢，也没有一个正项级数收敛得最慢。     

横向纤维搭桥下的脱层屈曲数值模拟

基于结构屈曲分析的ANSYS有限元法,在考虑横向纤维搭桥影响下,对矩形薄板的脱层屈曲进行数值模拟.结果表明：考虑纤维搭桥时,结构脱层屈曲的临界载荷大幅度提高;脱层后,屈曲模态将发生扩展并产生多个半波模态;随着约束刚度不断增大,脱层屈曲区域逐渐减小,局部屈曲的范围逐渐靠近受载端,且脱层屈曲的特征长度（半波波长）随之减小,而临界载荷值增大.     

Dynamic Buckling of Column Impacted by a Rigid Body

The dynamic buckling of an elastic column subjected to axial impact by a rigid body is discussed in accordance with the energy law in this paper. The equation of lateral disturbance used to analysis the problem is developed by taking into account the effect of stress wave. The power series solution of this problem has been obtained by using the power series approach. The buckling criterion of this problem is proposed by analyzing the characteristics of the solution. The relationships between critical velocity and impacting mass as well as critical velocity and critical length are given by using theoretical analysis and numerical computation.     

横向纤维搭桥下矩形脱层热屈曲数值模拟

基于板的小挠度理论以及热屈曲分析的ANSYS有限元法,考虑横向纤维搭桥的作用,对矩形薄板的脱层热屈曲进行数值模拟.有限元分析结果表明,随着纤维搭桥刚度的提高,热屈曲的临界屈曲温度随之增大,脱层屈曲区域逐渐减小.通过数值模拟的结果,能为工程结构中热屈曲问题提供参考.     

加筋板的局部屈曲

本文提出一个统一的三角级数作为弹性边界矩形平板和圆柱曲板的挠度函数,用位能原建确定在轴压,剪切和侧压作用下板的临界载荷,并用这一级数和分区广义变分原理确定受上述载荷作用时纵横加筋平板和圆柱曲板的局部屈曲临界载荷。通过算例研究了筋或边界抗扭刚度以及筋的非均匀分布对临界载荷的影响。计算表明所用级数的收敛速度较快。     

改善受压构件屈曲性能的组件和装置

介绍了改善受压构件屈曲性能的四种组件和装置,即抑制屈曲支撑、套管组件、约束屈曲、限制力装置,阐述了每一种组件或装置的特点及构成,分析了每一种组件或装置改进受压构件屈曲性能的原理,讨论了它们的相互关系及应用范围,最后提出了具有广泛应用前景的组件.     

有纤维搭桥的矩形脱层屈曲

用有限元方法求解了3D复合材料中有纤维搭桥的矩形脱层屈曲问题.搭桥纤维和基体分别用分布于脱层单元节点上的只拉不压和只压不拉的线性弹簧单元来模拟,并把有纤维搭桥脱层屈曲的特征值问题转化成考虑初始缺陷的结构几何非线性强度问题,用增量非线性结构分析的有限元方法求解.结果表明,引进纤维搭桥后,脱层屈曲模态上存在与基体周期性的接触点（区）,屈曲临界载荷随着纤维搭桥刚度的增加而增加.最后,通过数学公式给出了脱层屈曲的特征长度与纤维搭桥的关系式.     

波纹管的扭转屈曲

通过实验与有限元计算结合的方法研究波纹管在扭转载荷下的后屈曲问题.基于薄壳大挠度屈曲理论,采用弧长法,分析了波纹管在扭转载荷下的柱屈曲现象.并根据Koiter理论,分析了初始缺陷对波纹管后屈曲的影响.研究表明,波纹管在很小的扭转角度下就会屈曲,但这种屈曲对初始缺陷不太敏感,并随缺陷的增加而使得载荷位移曲线更平缓.实验与有限元计算所得的屈曲模式也极为相似.     

In-Plane Elastic Buckling of Arch

IntroductionAn arch resists its applied load by a combination ofbending and axial compression effects,and failselastically by excessive bending or by buckling inthe plane of loading.An arch with a symmetric in-plane load may suddenly deflect from symmetri…     

桥梁基桩的屈曲荷载计算

在桩土共同作用的理论框架下 ,即考虑桩侧土反力和土摩阻力的影响 ,以及计入桩身自重的作用 ,采用 Rayleigh- Ritz法 ,计算基桩的屈曲荷载与相应的计算长度 .计算过程中选用 4种地基基床系数模型及两种摩阻力分布模式 .算例部分把文中所得结果同实验数据进行了比较 ,并对各影响因素进行参数分析 .结果表明 ,影响基桩屈曲荷载的主要因素是桩侧土反力 ,桩侧摩阻力的影响相对较小 ,而桩身自重的影响通常可以忽略 .4种地基土抗力模型在基桩自由长度较大时影响相对较小 .基桩的几何条件对屈曲荷载系数也有一定的影响