桥梁空间分析中预应力效应分析方法研究

预应力技术在桥梁中的广泛使用,使得桥梁结构受力状况复杂,对预应力混凝土桥梁进行空间分析是必要的;但由于预应力筋数量庞大且形状复杂,对预应力空间效应的模拟是预应力混凝土桥梁空间分析的难点。从预应力筋的实际作用机理出发,提出在预应力张拉阶段用等效节点荷载来模拟预应力对结构的作用;而在预应力管道灌浆后,将预应力筋作为结构的一部分,用实体退化单元进行结构分析,并用两算例对本文的方法进行了验证。结果表明,该方法能真正模拟预应力的空间效应,可用于预应力混凝土桥的空间分析。     

有效预应力对大跨P.C.桥梁极限承载力的影响研究

采用三维实体退化虚拟层合单元理论探讨了有效预应力对大跨P.C.桥梁极限承载力的影响.针对不同的有效预应力水平,以一座典型的预应力混凝土连续刚构桥为例,采用三维精细化有限元模型,对其极限承载力进行了空间分析计算和讨论.分析表明,有效预应力对大跨P.C.桥梁极限承载力有较大影响,其中,纵向预应力筋有效预应力与竖向预应力筋有效预应力的比例是影响桥梁极限承载力的重要参数.大跨P.C.桥梁结构设计时应充分重视这一问题.     

预应力混凝土斜拉桥悬浇施工的仿真研究

针对现代大跨预应力混凝土(P.C.)斜拉桥的结构及受力特点,提出用实体退化单元建立P.C.斜拉桥的悬浇过程分析的三维模型;将预应力筋作为结构的一部分,用等效节点荷载模拟预应力的张拉效应;用三参数粘弹性模型模拟混凝土徐变效应;根据挂篮牵索锚固点处的变形协调条件,导出了P.C.斜拉桥混凝土悬浇效应的计算公式.并以一P.C.斜拉桥为对象,进行了应用研究.结果表明:与平面分析方法相比,本方法可较好地预测索力的变化情况,为施工监控及施工过程验算提供可靠依据.     

预应力混凝土桥梁结构非线性仿真研究

针对现代预应力桥梁结构受力复杂、非线性效应明显的问题,从理论上对其非线性仿真方法进行了探讨。通过在实体等参元中引入梁和板壳等理论,提出了用于复杂混凝土桥梁结构仿真建模的实体退化系列单元;从预应力筋的实际作用机理出发,提出了预应力效应分析的二阶段法;建立了混凝土徐变的三参数粘弹性模型,并推导了三维徐变效应分析的递推公式;从几何非线性、材料非线性及求解方法等三个方面对混凝土开裂及极限承载能力分析的具体实现方式进行了讨论。用三个算例分别对预应力、徐变及极限承载状态等的分析方法的有效性进行了验证。结果表明,本文方法能更真实有效地模拟实际结构,客观分析预应力及徐变的三维效应,可以准确预测结构的开裂及极限承载状态,具有很强的适用性。     

大跨预应力混凝土桥梁极限承载力计算

针对大跨预应力混凝土桥梁极限承载力的计算问题,提出建立在三维实体退化虚拟层合单元理论基础上同时考虑结构双重非线性的空间分析计算方法,并对大跨预应力混凝土桥梁极限承载力计算中的一些关键问题进行了探索研究,包括三维空间预应力效应的模拟;成桥内力的正确考虑;正确计及加载历史等。最后以一座典型的预应力混凝土连续刚构桥为例,给出了其具体的计算结果。分析表明,本文为考虑空间效应和破坏形态的大跨预应力混凝土桥梁全桥极限承载力分析提供了一种合理有效的途径,且计算方法具有很强的通用性。     

杭州市文晖路立交桥主桥的空间分析

现代桥梁跨径不断增大，宽度也在不断加宽，受力条件愈来愈复杂，其表现的空间效应越来越明显，单纯的由平面分析很难反应桥梁的实际受力情况。运用实体退化单元对杭州市文晖路立交桥主桥(斜拉桥)进行了其三维空间分析，特别分析了主梁纵、横向的正应力和索塔竖向正应力。分析结果表明该桥的空间效应比较明显，在恒载作用下桥梁的受力比较合理。     

基于黏聚区域模型的石拱圈承载力分析方法研究

石拱桥拱圈石之间的拼接界面往往是拱圈结构的薄弱处,决定着拱桥的安全性和承载力。该连接界面往往因其强度低而沿法向起裂并张开扩展,或沿切向发生相对滑移,此复杂的界面行为特性成为石拱桥承载力分析及安全性评估的难点。针对拱圈石连接缝处的起裂及裂缝扩展后结构非连续变形的复杂力学行为的模拟问题,采用多折线型黏聚区域模型描述拱圈石间界面滑动和拉裂破坏变形,并构造无厚度界面单元,形成考虑非连续变形效应的石拱桥极限承载力分析的方法。采用该方法对一石拱圈的破坏全过程进行模拟分析,实现拱圈石块之间非连续变形的数值模拟,得到拱圈结构的极限承载力及相应的破坏形态,验证了本文方法的可行性。本文方法可以模拟石拱桥结构破坏的全过程,可用于石拱桥的承载能力分析及石拱桥结构脆性破坏的安全性评估。     

跨中横隔梁对小箱梁桥极限承载力的影响

以虚拟层合单元程序为基础,综合考虑结构的几何非线性和材料非线性,对一典型5跨简支连续小箱梁桥结构的极限承载力进行了分析,重点考察了在有、无跨中横隔梁时,结构从加载到破坏的全过程中受力性能的变化.计算结果表明:跨中横隔梁的设置,使得桥梁在弯矩工况下免于遭受箱梁间横向联系失效引起的局部破坏,结构的极限承载力可因此提高40%左右.跨中横隔梁的设置,还增强了桥梁的工作整体性和结构的延性.