高速公路拓宽中桩类型优选与板桩适应性分析

结合板桩结构在铁路中的广泛使用,在高速公路改扩建工程中引入板桩结构,通过模拟不同桩体类型和荷载不同位置时拓宽路堤的力学行为,提出优选的桩体类型和最不利荷载位置.然后连续观测并分析板桩结构与CFG桩处治段的沉降,阐明板桩结构在改扩建工程中的适应性.研究结果表明,PTC桩、CFG桩和水泥搅拌桩对拓宽工程沉降的影响效果逐渐减弱,从控制沉降角度应优选PTC桩和CFG桩;荷载的最不利位置是新路堤,施工过程中必须着重控制加宽行车道内侧的质量;板桩结构对降低差异沉降的效果在半刚性基层施工过程中逐渐显现,在面层施工阶段优势明显,板桩结构是传统软土地基处治方法的有效补充,在改扩建工程中具有很好的适用性和推广前景.     

确定集中力系最不利位置的图解法

在结构力学中，求简支梁在移动荷载作用下的最不利荷载位置都是采用解析法，一般要通过试算，才能求出最不利荷载。本文给出一种能较迅速，准确地判断出最不利荷载的图解法，从而求出指定载面的最大内力值。     

车载作用下开启桥铺装体系应力响应分析

为了分析汽车荷载作用对开启桥桥面铺装的应力响应情况,利用有限元软件建立开启桥桥面铺装体系仿真模型,通过对开启桥的整体静力分析确定铺装结构的不利荷位区域,在铺装不利荷位处进行车辆静载以及车辆移动恒载的加载模拟,探究开启桥铺装层在车载作用下的应力响应变化规律.研究表明,开启桥横向最不利荷位为桥梁跨中位置;沿纵桥向加载,两种...     

基于板底脱空的水泥混凝土路面动水压力试验研究

通过室内动水压力模拟试验,研究不同浸水饱和度、脱空面积、荷载位置、荷载大小和荷载速度等条件下的水泥混凝土路面板底脱空处的动水压力。结果表明:脱空位置在板角处引起的动水压力最大,为最不利脱空位置;随着脱空面积的增多,动水压力呈线性增大;当浸水饱和度低于60%时,动水压力增加的幅度较小,当浸水饱和度高于60%时,动水压力急剧增大;随着荷载速度的增大,动水压力显著增大,但荷载大小对动水压力影响不显著。     

移动荷载下Kelvin地基上无限大板的稳态响应

为评价机场跑道、公路、铁路道床等承载结构在交通荷载作用下的动态响应,以移动荷载作用下Kelvin地基上无限大板挠度的数值计算分析为重点,采用积分变换法求得了Green函数,并就移动集中荷载、移动线源均布荷载和移动矩形均布荷载等荷载工况分别进行讨论,通过线性系统的叠加原理得到了相应的板挠度的积分形式解,并对此进行了数值计算分析.通过具体算例,对板挠度的时间变化规律、空间分布规律等重要特性以及地基阻尼、荷载移动速度等参数的影响效果进行了分析.发现板挠度分布受荷载移动速度的影响,而且随着地基阻尼的增大影响渐趋明显.     

梁板式筏形基础冲切性能的有限元分析

利用ADINA有限元软件对单跨梁板式筏形基础进行了冲切模拟和非线性分析,得出了筏板基础的裂缝、变形及地基反力分布。结果表明：在小荷载情况下,筏板的地基反力分布比较均匀,随着荷载的增加,筏板的地基反力呈非线性分布并且主要集中在肋梁及其周围2．5倍板厚的范围内;板格及肋梁都出现了反向弯曲的现象;冲切验算时考虑了板格冲切破坏模式和节点破坏模式2种情况,并取两者的最不利值作为筏板的冲切承载力。数值模拟结果为筏板结构设计和试验研究提供了理论依据。     

暗扣式屋面板扣件抗风性能分析

通过对暗扣式屋面板在试验荷载作用下破坏机理的讨论,来分析屋面板在实际风荷载作用下的破坏机理,得出屋面板破坏的主要原因为扣件与屋面板连接处位移过大,因此研究扣件的变形对研究屋面板整体的抗风承载力有着重要的意义.通过大型通用有限元程序ANSYS对扣件进行数值模拟分析,来研究扣件板厚度、突肋高度和螺栓孔位置三者的改变分别对扣件变形的影响,从而得出三者对扣件承载力的影响,为扣件的设计、加工和使用提供参考.     

加设挡风板对大跨悬挑屋盖气动性能的影响

基于CFD技术,采用SSTk-ω模型对大跨悬挑屋盖进行了风压分布和风环境的数值模拟.分析了各风向角下屋盖表面的风荷载分布特性,得到了屋盖的最不利风向角为0°风向角.在此基础上,分析了在该最不利风向角下,大跨悬挑屋盖前缘加设挡风板对结构气动性能的影响.结果表明,在悬挑屋盖前缘加设挡风板可有效降低屋盖悬挑部分的风压,并改善了屋盖结构的受力性能,是一种切实可行的气动优化措施.     

不同边界条件下玻璃桥面板承载力试验研究

为研究车行玻璃桥面板结构的承载力性能,以位移传感器测量玻璃板的变形量,以应变计测试玻璃板外表面应变变化,分析车轮荷载在不同边界条件和最不利荷载位置时玻璃板的破坏形态、荷载-位移曲线、安全性能及刚度要求.结果表明:单层玻璃在两边简支玻璃板的极限承载力约为四边简支玻璃板极限承载力的53. 7%;夹层玻璃在两边简支玻璃板的极限承载力约为四边简支玻璃板极限承载力的66. 7%;荷载作用在板中央时玻璃板的变形最大,作用在板角时玻璃板的应力最大;从满足结构强度要求的角度出发,荷载作用于板角部是最不利工况;从满足结构刚度要求的角度出发,荷载作用于板中央是最不利工况;在板角和板中央位置两种最不利工况下施分别加0. 8、1. 0、1. 2、1. 5、1. 8和2. 0倍的车轮荷载,所得夹层玻璃板的最大应变值、最大变形值均满足规范规定值及试验结果可为车行玻璃桥面板用于实际工程提供参考.     

广东某体育馆钢结构施工阶段静力分析

为掌握广州市某体育馆钢结构工程结构的特点,分析不同施工方案对结构的影响,利用大型有限元结构分析程序对比赛馆、训练馆的屋盖钢结构进行结构整体静力分析,并计算结构在不同类型荷载和工况下的内力和位移,得出结构在外部作用下的最不利部位.研究结果表明结构靠近底部约束的位置受温度影响很大,而中部的温度应力较小.     

钢波纹板-混凝土拱加固体系有限元分析

为了研究钢波纹板-混凝土拱加固体系的力学性能,依托工程实例,建立了钢波纹板-混凝土拱加固体系的空间有限元模型.通过应力分析可知该体系在最不利情况下的最大竖向位移位置,分析加固体系拱顶混凝土厚度的参数,从而得到拱顶最小安全填筑厚度.结果表明,在钢波纹板-混凝土拱加固体系中,钢波纹板受力较大,是结构的控制核心,混凝土处于三维受力状态,不宜采用过高标号;随着拱顶混凝土填筑厚度的增加,钢波纹板的应力应变逐渐减小;加固体系在挂车荷载作用下存在一定的应力集中.     

500kV输电塔承载能力分析及优化设计

研究覆冰情况下输电塔的承载力和合理构造,具有重要的工程和社会意义.本文以500 kV酒杯型输电塔为例,建立有限元分析模型,考虑输电塔结构的几何非线性和材料非线性,计算在自重、覆冰和风荷载及正常与断线导线张力作用下,输电塔结构的承载力.通过比较18种荷载组合下输电塔杆件应力和位移,确定出输电塔结构的薄弱部位,并对其进行优化设计,在横担和塔身处添加斜杆和水平支撑,并调整塔颈形状,验算结果表明,优化设计后的塔型,其整体刚度和承载力均有大幅度提高.     

移动荷载速度对悬臂曲线箱梁剪力滞效应的影响

利用三维有限元通用软件ANSYS,设置相同的悬臂长度、弹性模量、泊松比和密度等参数,分别考察了7种不同的移动荷载速度对悬臂曲线箱梁和悬臂直线箱梁中剪力滞效应的影响.重点分析了荷载以不同速度移动到悬臂箱梁L/2处时该横截面上应力分布及剪力滞系数变化规律.结果表明:在移动荷载作用下,两种悬臂箱梁L/2处横截面上均出现正剪力滞现象;剪力滞系数随着移动荷载速度的增大而增大,当移动荷载速度小于2m/s时,剪力滞系数增长缓慢;当移动荷载速度超过2m/s时,剪力滞系数增长较快;悬臂曲线箱梁内侧剪力滞系数明显大于外侧剪力滞系数,悬臂直线箱梁剪力滞系数分布曲线介于悬臂曲线箱梁内侧与外侧剪力滞系数分布曲线之间.     

移动荷载作用下饱和土地基无限板的动力响应

利用Biot波动理论、无限大板的弹性理论,研究了移动荷载作用下饱和土地基上覆弹性板的动力响应问题.首先引入两类势函数解耦Biot波动方程,由所引入势函数及二维Fourier变换,得出了土体位移、应力及孔压在变换域内的通解.再根据无限大板的弹性理论求解变换域内饱和土的波动系数及板的内力表达式.最后利用IFFT算法得出时间-空间域内的解析解.通过具体算例,分析了荷载移动速度、土层剪切模量对板内力、土体的动力响应的影响.     

双参数地基矩形板在运动荷载下的动力响应分析

为评价道路及机场等结构在运动荷载下的动态响应,研究了粘弹性双参数地基上矩形板在受到运动常值荷载和运动谐和荷载作用下的动态响应问题,得到了问题的解析解,并求得了板的固有频率和临界速度.深入分析了荷载速度、频率及地基参数等对动态变形影响规律.研究表明,地基剪切模量、荷载运动速度和频率等对板的动态响应影响显著.     

一种混凝土箱梁桥的可靠性评估方法

为评估混凝土箱梁桥正常运营期间的安全状态,基于桥梁健康监测数据与可靠度理论,以混凝土抗拉强度标准值为抗力,车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应为荷载效应,建立正常使用极限状态方程.对于实桥监测的综合荷载应变响应,利用经验模态分解方法提取箱梁顶底板应变响应的温度趋势项,并对车辆荷载响应和竖向温度梯度响应进行概率密度函数拟合;对非正态分布的荷载效应当量正态化,计算最不利组合下箱梁跨中截面顶底板的失效概率.结果表明:监测的车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应的概率密度函数均不满足正态分布,采用广义极值分布具有较好的拟合效果;箱梁顶底板的失效概率均小于1%,并在车辆荷载和竖向温度梯度的共同作用下,底板的失效概率显著升高.     

横向冲击荷载下加筋板结构的动力响应数值分析

以横向冲击荷载下的四边简支加筋板结构为研究对象,建立有限元模型。通过对不同参数下加筋板动力响应时间历程曲线的比较,分别讨论荷载形式、荷载峰值、加强筋体积比、宽高比以及分布形式对整体结构动力响应的影响。研究结果表明：阶跃荷载下加筋板动态响应最为强烈,荷载峰值与加筋板挠度峰值直接相关;加强筋与板的体积比α、加强筋横截面的宽高比β与整体结构的动力响应密切相关;在加强筋与板的体积比α一定前提下,减小加强筋宽高比β的值,更利于提高结构的抗冲击能力。     

移动载荷作用下横观各向同性地基上无限板的动力响应

本文讨论了基于横观各向同性地基上无限板在移动载荷作用下的动力响应问题,由迭加法得到了任意分布的移动载荷作用时的封闭形式的精确解。文中给出了移动的集中和局部均布载荷作用时板的内力及板与地基的接触应力的数值结果。