基于ABAQUS非线性接触分析的球型支座转动性能及结构分析

采用大位移非线性接触有限元分析方法,对常用规格球型支座的转动性能及结构进行分析,并与常规力学模型分析结果进行比较,验证了球型支座转动力矩与正压力、摩擦系数、球面半径和转角的关系,说明转动力矩与转角大小几乎无关,但不同转角下支座各部件应力相对于无转动时有较大增加,最大可增加30％,设计时必须考虑,以保证球型支座的安全使用.根据实际情况合理地增大球面四氟板厚度和球面曲率半径可以有效改善球型支座的性能.     

一种新型单向滑动球型支座性能与试验研究

研究了一种新型单向滑动球型支座。在结构形式上滑动套环结构将支座的滑动面和转动面分离,支座受力更简明;倒置安装支座,将支座水平滑动面设置在支座下方,能更精确地模拟简支效果。对其进行多项性能测试,性能优于GB17955中的相关要求,验证了该球型支座的设计合理性。建立了球型支座的简化工程力学模型,并结合工程算例,使用有限元方法分别分析了两种球型支座模型的使用效果,将结果与简支梁的理论解对比,分析表明使用该球型支座能更好地使桥梁支反力趋向理论值。     

铁路桥梁球型支座基本力学性能试验结果分析

为了解目前行业内铁路桥梁球型支座的基本力学性能水平,选取2017年—2019年共计150个球型支座样本进行竖向承载力试验、活动支座摩擦因数试验、支座转动力矩试验,分析竖向压缩变形、平面摩擦因数、球面摩擦因数3项技术指标.结果表明:球型支座的竖向压缩变形及平面摩擦因数的质量控制普遍稳定;球面摩擦因数波动较大,有超出设计要...     

耐磨板整板与分体式设计对高速铁路桥梁球型支座性能影响的试验研究

铁路桥梁球形支座的耐磨板主要有两种设计方式,一种是整体式,一种是分体式。研究两种不同的耐磨板设计对支座性能的影响,对于球型支座的应用具有重要意义。基于大量的球型支座力学性能试验,对多项力学性能的试验结果进行了对比、分析与总结。研究表明,采用整体式耐磨板的球型支座,在性能上优于采用分片式的球型支座。     

注射式调高球型支座试验的设计与研究

注射式调高球型支座可以解决桥梁基础的不均匀沉降。本文根据注射式调高支座结构试验特点,设计了该型支座具体的试验方法和步骤,试验结果证明该方法正确有效。结合有限元分析方法提出了该型支座填充本体材料的性能要求,总结了调高试验步骤及过程中需要注意的事项,对该型支座的设计、试验、制造和安装及安全应用进行详细说明。     

球型支座与上下部结构之间特性研究

采用轴对称有限元模型,加入桥跨及混凝土墩台结构,对10 MN球型支座进行了非线性接触有限元分析,确定了桥跨结构梁体合理厚度模型.研究了支座与混凝土墩台之间摩擦系教对支座的性能影响,建议摩擦系数取值为0.4左右;对比研究试验工况与实际工况下支座应力与变形情况,两者之间有一定差距,对试验数据要正确合理地采用.     

桥梁大阻尼双曲面球型减隔震支座设计研究

以满足高烈度地震区大跨度连续梁桥抗震设计为目的,综合考虑桥梁支座地震位移、减隔震效果和支座抬高量等因素,设计将三摩擦副双曲面球型减隔震支座与黏滞阻尼器组合,形成大阻尼双曲面球型减隔震支座,以期达到两种产品结构集成和功能集成的效果。通过建立有限元计算模型,对双曲面球型减隔震支座和大阻尼双曲面球型减隔震支座的使用情况进行对比分析,并进行大阻尼双曲面球型减隔震支座试验,结果均表明大阻尼双曲面球型减隔震支座具有更好的减震性能。     

高纬度地区铁路桥梁新型球型钢支座设计与试验研究

高纬度地区铁路桥梁新型球型钢支座是根据高纬度地区铁路桥梁特点改良的耐寒防风沙球型钢支座,在支座滑动面采用高抗冻性硅脂保证了支座在低温条件下的平面滑动和球面转动性能;在支座上板与下板之间设置新型防风沙结构,防止了外部风沙的侵入。结合低温型式试验对新型球型钢支座进行了测试。结果表明,新型球型钢支座在严寒条件下达到了支座设计指标与行业标准,为高纬度地区铁路桥梁的修建提供了技术支撑。     

双球面减隔震支座等效摩擦系数理论分析与试验研究

对双球面减隔震支座的主要参数等效摩擦系数进行理论分析、数值模拟及试验研究,为桥梁、建筑结构的抗震设计与分析提供参考。试验研究包括在竖向承载力和加载频率不同时等效摩擦系数的对比分析,并分析支座等效刚度、等效黏滞阻尼比及滞回曲线。结果表明:支座滞回曲线的试验值与模拟值、理论分析结果基本接近,验证了支座的等效摩擦系数理论公式的正确性;支座主要设计基本参数及等效摩擦系数的模拟值及试验值与理论值基本相符,进一步验证了支座的等效摩擦系数理论公式的合理性。     

摩擦摆支座球面曲率对摩擦副等效摩擦系数的影响

研究了摩擦摆支座摩擦副在由平面结构转化为球面结构时，转动和滑动摩擦副球面曲率大小对摩擦系数偏移的影响。通过分析转动面耐磨板的中心夹角δ及滑动面耐磨板的中心夹角ε分别取不同值时的两组摩擦摆支座，得出了δ及ε对摩擦系数偏移影响的理论计算公式。并通过对第三组摩擦摆支座进行分析计算，验证了理论计算公式的准确性与适用性。摩擦系数的准确计算对摩擦摆支座的阻尼性能及减隔振性能的精确分析都具有重要意义。     

隔震橡胶支座力学性能试验研究

基于欧洲标准EN1337-3并依据CE认证试验要求,对隔震橡胶支座的抗压模量、剪切低温相关性、剪切高温相关性、耐臭氧性能、复原弯矩性能、偏心加载、极限性能进行了试验研究,总结出一套合理的试验方法和数据处理方法,拟对桥梁支座产品的研发和试验工作提供支持。     

沙尘侵入对铁路桥梁支座摩擦因数的影响试验研究

介绍了对球型支座进行沙尘侵入影响研究的必要性,并结合我国新疆地区实际沙尘情况,设计了一套试验方案。针对球型支座静摩擦因数随侵入沙尘量的变化情况进行试验研究,验证含沙量对支座短期静摩擦因数的影响。试验结果表明支座短期摩擦因数对沙尘侵入较为敏感,较少的沙尘就可使支座平面摩擦因数超过标准容许值。据此对支座提出了采用全密封防沙尘结构的建议。     

铁路桥梁球型支座

桥梁支座是连接桥梁上部结构与下部结构的"关节"部件,是桥梁结构的重要组成部分,其性能优劣直接影响整座桥梁甚至整条线路的运营状态及使用寿命。对球型支座的结构设计、经济技术指标、材料选择、生产加工控制及检测试验等内容进行介绍,为球型支座在铁路桥梁上的进一步应用提供参考。     

于家堡火车站穹顶网壳双铰支座设计

研究目的:于家堡火车站是新建京津城际延伸线终点站,穹顶是由36根正反螺旋型网格相互编织而成的单层网壳结构。网壳网格形式特殊新颖且跨度达143 m,整个结构受力非常复杂。本文旨在根据网壳结构的整体受力特点和边界条件,确定网壳合适的支座方案。研究结论:(1)支座是网壳结构与下部支承结构连接的关键构件,支座方案的优劣直接关系到网壳边界条件假定是否成立;(2)在确定支座的反力时,既要考虑支座的转动中心与计算模型转动中心不重合引起的附加弯矩的影响,也要考虑罕遇地震工况组合下的反力;(3)穹顶的双铰支座由沿底环梁形心联合转动的底面球型钢支座和侧面球型支座组成,两个支座的中间球面板具有相同的曲率半径,其满足计算假定的边界条件,是一种新型的支座方案;(4)对双支座进行有限元分析和缩尺的加载及转动试验,结果均验证了支座各组成部件的应力和转动性能满足设计要求;(5)双铰支座方案的研究成果可供类似单层网壳结构参考。     

抗拉拔球型支座结构与性能研究

研究了一种适用于高烈度地震区和飓风较多区域的新型抗拉拔球型支座.抗拉拔球型支座在常规球型支座结构形式上增加了抗拉拔结构,可承受竖向拉拔力.通过建立抗拉拔球型支座模型,并结合实际工况,应用力学校核和有限元方法分析了抗拉拔结构的使用效果.计算结果表明,在不利工况下,抗拉拔球形支座的承载力、抗拉拔性能、位移和转角均可满足设计要求,表明该抗拉拔球型支座能很好地满足实际需求.     

基于双曲面球型减隔震支座的铁路简支梁桥桥墩地震损伤分析

由于双曲面球型减隔震支座作为一种新型支座在铁路桥梁中应用较少,采用ABAQUS软件建立8m及25m墩高的铁路简支梁桥有限元模型,研究双曲面球型减隔震支座减少桥墩地震损伤的效果,并对数值仿真结果进行振动台试验验证。研究结果表明:双曲面球型减隔震支座减少铁路简支梁桥桥墩地震损伤的能力远大于普通球型支座,且在大多数情况下能有效防止桥墩进入屈服状态;采用双曲面球型减隔震支座时,8 m墩的地震损伤减少的效果明显好于25 m墩,且25 m墩在高烈度地震作用下屈服的可能性较高。     

摩擦摆支座结构设计及验证

介绍了摩擦摆支座结构设计的常用材料,给出了转动耐磨板的中心夹角、滑块转动面夹角等核心计算方法和耐磨板极限压力校核方法.对依据所给方法设计的摩擦摆支座进行了有限元仿真分析和试制试验,有限元分析和试验的结果比较吻合.本文方法对摩擦摆支座的设计具有一定的指导作用.     

耐磨板对球型支座受力性能的影响

为了研究耐磨板对球型支座受力性能的影响,分别建立了无耐磨板、采用PTFE(聚四氟乙烯)及采用UHMWPE(超高分子量聚乙烯)作为耐磨板的球型支座有限元计算模型,并针对各种使用工况进行分析计算和比较。结果表明:使用UHMWPE耐磨板在改善球型支座的受力方面与使用PTFE耐磨板作用相似,均消除了支座接触部位之间的应力集中,使支座受力更均匀,而且由于UHMWPE耐磨板在密度、耐磨和承载能力等方面的优良特性,特别值得在桥梁支座领域进行大规模的推广和应用。     

桥梁板式橡胶支座剪切破坏及摩擦滑移性能试验研究

为充分探明桥梁板式橡胶支座的极限剪切破坏状态及支座摩擦滑移特性,对板式橡胶支座开展循环往复荷载试验。分析单侧摩擦滑移和两端锚固的板式橡胶支座的抗震性能,并与铅芯橡胶支座进行对比,同时分析竖向荷载对板式橡胶支座摩擦滑移性能的影响。结果表明:(1)两端锚固的板式橡胶支座极限剪切变形可达300%～400%,破坏以橡胶层断裂为主,支座剪切耗能能力较弱,滞回曲线呈狭长带状分布;(2)单侧摩擦滑移的板式橡胶支座单循环最大耗能可以达到铅芯橡胶支座的126%,形成类似铅芯橡胶支座的耗能能力,且随着位移量的增加,不断消耗能量;在达到相同的等效剪切应变时,单侧摩擦滑移的板式橡胶支座的实际剪切变形量小于两端固定的支座,延性性能更为优越;(3)增大竖向压力将导致支座的剪切变形增大,支座滑移距离减小,支座的滑移摩擦系数与竖向压力呈反比例关系,而竖向压力对支座滑移后的等效刚度影响较小;(4)可采用能够考虑竖向压力和滑移摩擦系数的双线性弹塑性分析模型模拟板式橡胶支座在地震过程中的摩擦滑移。     

动车组空气弹簧低温性能试验设计与研究

对动车组空气弹簧进行低温性能试验是改善高寒动车组转向架动力学性能的重要方面。简要分析了空气弹簧的低温工况,设计了空气弹簧全低温二维加载试验方案,并与常温和半低温试验方案进行分析比对,重点通过全低温二维加载试验方案来研究空气弹簧的低温气密性、垂向刚度及横向刚度。研究表明:试验设计与实际工况一致,全低温二维加载试验方案更能准确反映出空气弹簧的低温性能,随着温度降低空气弹簧垂向、横向刚度变大,低温气密性满足要求。