基于斜交异性板单元的斜桥有限元分析

综述了桥梁工程中的斜桥分析方法,从中引出斜桥分析单元——斜交异性板单元,实现了斜桥的空间有限元分析;通过与实用计算方法的对比,证明了这一方法的可靠性;最后,应用这一方法,结合工程实例介绍了斜桥影响面生成、影响面加载策略和斜桥的配筋计算在桥梁工程中的具体应用．基于斜交异性板单元的斜桥有限元分析@李克非@杜国华@范立础     

关于斜交异性斜板的弯曲理论

作为对作者以前发表的斜交各向异性板弯曲理论的改进，文中对这种材料异性板的弯曲，从新的应变关系和物理方程出发，演引出新的弹性平衡微分方程，并提出其实用近似求解方法。     

带肋板单元及其在构造正交异性板分析中应用

根据构造正交异性板单元的变形和受力特征,提出了一种超级单元:带肋板单元,给出了这种单元的形函数及其单元刚度矩阵。通过一个构造正交异性板的算例分析,将其结果与有限元结果对比,说明了该方法的正确性和适用性。     

有限元梁格法在斜交空心板计算中的合理性分析

采用正交网格和斜交网格划分梁格建模方式,利用有限元软件Midas/Civil805分析和比较斜交空心板桥受力情况.通过建模解析两种划分方式对斜交空心板桥在跨径为13m、16m、20m斜交角为15°、30°、45°和活载作用下结构中部弯矩的影响.研究结果表明:斜交网格在斜交角为15°和30°时可以作为划分梁格时较为简便的划分方式;跨径相同时,每根板的受力随斜交角的增大而减小;斜交角相同时,每根板的受力随跨径的增大而增大.这一合理性评估对以后进行类似试验和研究提供相应参考价值和指导意义.     

正交异性钢桥面板局部振动计算的组合板梁单元法

针对大跨度钢桥中采用梯形加劲肋的正交异性钢桥面板,提出一种计算钢桥面板局部振动的组合板梁单元法.其中顶板用平板壳单元分析,梯形加劲肋视为板梁单元,两者的位移模式根据板与肋的变形协调关系建立.组合板梁单元的刚度矩阵通过能量变分原理得到,利用各子单元的形函数可以求得组合板梁单元的一致质量矩阵与一致荷载列阵,进而得到相应的有...     

应用正交异性板理论分析正交异性桥面板

用数学解析方法对桥梁中正交异性桥面进行了位移及内力分析，将其结论与其它数值方法（有取元法、插分法）进行比较，证明是准确的。     

用梁格法模拟斜交板梁的荷载横向分布

本文介绍的是用梁格法模拟斜交板梁桥荷载试验时的荷载横向分布问题,由于斜交板梁荷载横向分布的复杂性,通过简化计算的方法和ANSYS的BEAM44梁单元计算的方法求出横向分系数,得出理论应力与挠度值和试验相比较,分析讨论其斜交空心板梁横向分布其根据实际情况计算适用性及准确性。     

斜交板拱空间受力特性参数敏感性分析

为研究不同结构参数下斜交板拱的受力特性,建立不同斜交角度、矢跨比的空间斜交板拱有限元模型,对其结构响应进行对比分析.结果表明:随着斜交角度的增大,拱脚反力极不均匀,板拱的扭转和翘曲效应越来越明显;矢跨比变化时,斜度对斜板拱的受力特性影响规律相同,但结构空间受力特性的强度明显不同.     

新型铺装正交异性桥面板局部变形影响面分析

为研究钢纤维混凝土+沥青的新型铺装结构下正交异性钢桥面板局部变形的影响面分布规律,运用单位荷载法对某桥行车道中部、横隔板和纵隔板三处加劲肋的肋间相对位移进行了仿真分析。结果表明:钢纤维混凝土+沥青的新型铺装结构下,正交异性钢桥面板肋间相对变形的影响面分布具有明显的局部效应,其影响面的横向分布范围约为2~4个加劲肋间距,影响面的纵向分布范围约为1个横隔板间距。行车道中部远离横隔板处的肋间相对变形远大于横隔板和纵隔板附近的肋间相对变形。复合铺装梁段模型试验的肋间相对变形影响线分布规律与仿真结果吻合,验证了仿真分析方法和结果的有效性。     

桥上无缝道岔受力与变形的有限元分析

随着高速铁路和城市轨道交通系统的发展,将会出现无缝道岔铺设在桥梁上的情况,桥上无缝道岔成为发展跨区间无缝线路的又一关键技术.本文采用有限元分析的方法,建立桥上无缝道岔的模型,计算桥上无缝道岔的受力和变形,并分析了桥梁结构对无缝道岔的影响.研究结果对桥上无缝道岔的设计及养护维修有一定的指导意义.     

基于有限元法的桥梁结构稳定性分析

为探讨桥梁结构稳定性分析的方法,以二节点平面杆单元为例,采用有限元法推导了桥梁结构稳定问题的单元刚度矩阵,利用所得单元刚度矩阵和FORTRAN语言编制了有限元分析程序,然后对一门式桥墩中墩的结构稳定性进行了分析,并将临界荷载与欧拉公式及ANSYS所得结果进行了比较,从而验证了该单元刚度矩阵和该有限元法的正确性。     

抛物积分微分问题各向异性有限元的超收敛分析

研究具有各向异性特征的双二次元对抛物积分微分方程进行了逼近.通过采用积分恒等式和插值后处理技术,在各向异性网格下得到了比以往文献高一阶的超逼近和超收敛结果.     

基于精细有限元分析的猎德大桥抗震性能评价

采用8节点实体单元模拟主塔和桥墩,考虑塔、墩的剪切变形和初应力对结构刚度的影响,建立了猎德大桥精细化有限元模型.进行了缩尺比为1:60的全桥模型振动台试验,比较了试验和仿真计算结果.在此基础上,研究了实桥的地震响应特征,并对构件的抗震能力进行了评价.研究结果表明:塔根截面、群桩桩顶是结构抗震的关键部位;考虑承台-土压力的影响时,群桩基础的应力可降低13％～25％;精细化有限元模型较好地反映了结构在地震作用下的易损部位.     

基于有限元的桥梁计算分析与加固方案设计

结合当下常用的加固方法,以大连胜利桥的加固工程为实例,根据该桥的技术状况评定和桥梁的模型计算结果,提出针对该桥梁的加固方案,总结该方案的使用范围,为此类桥梁加固提供借鉴.     

夹层桥面板的有限元分析

分别建立相同构造尺寸的普通正交异性钢桥面板和夹层桥面板有限元计算模型,并另外建立三种改变U型肋数量和间距的夹层桥面板计算模型,采取相同的边界条件,施加相同的荷载,以比较两种结构桥面板的总体受力性能.结果表明:当采取相同的构造尺寸时,夹层桥面板的刚度和承载力与普通正交异性钢桥面板相比得到了很大的提高;当两种桥面板获得的总体受力性能接近时,夹层桥面板可以大大减少加劲肋的数量.     

夹层桥面板的有限元分析

分别建立相同构造尺寸的普通正交异性钢桥面板和夹层桥面板有限元计算模型,并另外建立三种改变U型肋数量和间距的夹层桥面板计算模型,采取相同的边界条件,施加相同的荷载,以比较两种结构桥面板的总体受力性能。结果表明：当采取相同的构造尺寸时,夹层桥面板的刚度和承载力与普通正交异性钢桥面板相比得到了很大的提高;当两种桥面板获得的总体受力性能接近时,夹层桥面板可以大大减少加劲肋的数量。     

Maxwell方程的各向异性MECHL元的高精度分析

主要研究在各向异性网格下MECHL元对Maxwell方程的应用.通过证明一个新的引理,结合该单元已有的高精度估计,给出相应的向后Euler全离散格式以及Crank-Nicolson-Galerkin全离散格式的超逼近和超收敛的结果.同时,通过算例验证了理论分析的正确性.该结果进一步说明传统有限元分析中要求的剖分满足正则性条件是不必要的,从而克服了以往文献的不足.     

梁—拱共同工作的桥梁有限元分析

在分析了传统的梁式桥和拱式桥受力特点之后,提出了梁－拱共同作用的新型桥梁形式。并进行了有限元分析,结果表明管咱结构形式受力合理,适用于较大跨度的桥梁。     

各向异性网格下非协调元的后验误差估计

在各向异性网格下,给出了泊松方程的非协调有限元逼近的残量型后验误差估计.由于直接采用各向异性网格剖分比各向同性网格能在很大程度上节省自由度和提高计算精度,但会使后验误差估计中出现一个无界的因子,本文通过引入匹配函数来反映各向异性网格与函数的匹配程度,从而避免了这个因子的出现.非协调元因其很好的收敛性而有相当好的应用价值.利用Helmholtz分解和误差的正交性对非协调元引起的相容项进行处理,得到了误差的上界,证明了估计子的可靠性.