连续刚构桥主梁气动特性数值分析

基于流体动力学软件,采用二维圆柱绕流的计算方法,对连续刚构主梁截面进行了仿真分析.首先进行了网格划分方案的比选,将数值模拟结果与风洞实验结果进行对比,进而验证了本文模型以及计算方法的正确性.然后研究了不同风向角作用下,双幅桥上下游梁截面的气动特性,并与单幅桥梁截面气动特性进行对比,得到了双幅桥梁截面气动系数干扰因子,对于研究双幅桥梁截面的气动特性具有重要的意义.     

施工误差对剪力钉工作性能的影响

为了研究施工误差对剪力钉工作性能的影响,通过3个无误差剪力钉推出试验,探究剪力钉抗剪力学性能,并根据试验结果验证有限元模拟方法的准确性。在此基础上,考虑施工过程中可能发生的混凝土浇筑不密实、剪力钉布置边距不足、剪力钉倾斜3种施工误差,通过有限元模拟计算分析得到在各施工误差影响下剪力钉抗剪承载力及破坏模式。结果表明:无误差试件剪力钉破坏模式均为剪力钉根部剪断破坏,抗剪承载力试验值均大于各规范计算值;有限元分析得到剪力钉附近混凝土浇筑不密实可使剪力钉抗剪承载力降低60%~70%;剪力钉至混凝土边缘距离不满足规范要求可使剪力钉抗剪承载力降低27%;剪力钉倾斜可使剪力钉抗剪承载力降低41%;混凝土浇筑不密实对剪力钉抗剪承载能力影响最大。     

卵石土蠕变本构模型及其工程应用

卵石土是岩土工程建设中的常用材料,由于针对其流变力学特性的研究较少,导致无法评价该种材料的长期稳定性。采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的研究方法,针对卵石土开展了室内三轴蠕变试验,对卵石土蠕变的有关力学问题进行了探讨,分析了卵石土蠕变与时间、应力状态的关系,并提出了11参数卵石土蠕变的数学表达式及相应的参数指标。将该本构模型嵌入到ABAQUS软件中,计算了某大桥锚碇下覆地基的长期沉降变形。结果表明,提出的本构模型可以很好地描述卵石土的流变特性。与锚碇沉降变形监测结果相比,蠕变加速变形阶段的沉降计算结果偏大,蠕变稳定阶段的沉降计算结果偏小。研究结果可为卵石土的长期变形计算提供相关参考。     

大跨斜腿刚构桥地震易损性分析

针对北盘江预应力混凝土连续刚构桥给出了桥梁易损性曲线的系统性分析方法.采用有限元分析软件SAP2000_V14进行有限元模拟及对每个地震-桥梁样本进行非线性时程分析,建立了以PGA为变量的结构需求概率函数.根据地震作用下塑性铰的曲率延性指标进行抗震性能水准划分,给出了桥梁结构的易损性曲线,从而为桥梁结构基于性能的抗震设计提供基础,对实际工程抗震能力评价有一定的借鉴意义.     

大宁河特大拱桥桥址溶崩角砾岩力学特性研究

由于大跨径上承式拱桥在拱座处将产生巨大的水平推力,导致地基变形,而溶崩角砾岩岩质较软,对工程的稳定性有重要影响。以大宁河特大桥桥址处溶崩角砾岩为研究对象,通过系统的试验与理论研究,得到溶崩角砾岩抗压特性并提出溶崩角砾岩的流变力学模型,并将建立的流变力学模型所得的研究成果与试验成果进行对比分析,最后通过数值仿真对流变力学模型进行验证。本文研究成果为对我国建设中最长的上承式钢管拱桥———巫山大宁河大桥的长期稳定性分析及相关工程建设提供依据。     

“上”形截面钢梁弯扭联合作用下整体稳定性分析

为对“上”形截面钢梁弯扭联合作用下的整体稳定性进行分析,采用有限元数值计算方法,通过失稳模态考虑构件L/1 000（L为跨径）的几何初始缺陷,对比已有文献试验结果,验证了模拟方法的正确性,在此基础上,对跨中集中荷载和满跨均布荷载作用下的简支“上”形截面钢梁整体稳定性进行分析,通过曲线拟合给出了“上”形截面钢梁整体稳定系数计算公式,分析了荷载偏心距和跨径对稳定承载力及弯扭效应分配的影响。研究结果表明:通过失稳模态考虑构件L/1 000几何缺陷可以准确地计算稳定承载力;“上”形截面钢梁整体稳定系数的取值较国标规范工字梁小,且均布荷载较集中荷载小;“上”形截面钢梁的稳定承载力随着偏心距和跨径的增加逐渐降低,且影响程度也逐渐变小;偏跨比较大时,失稳破坏主要由扭转效应引起,偏跨比较小时,则主要由弯曲效应引起;集中荷载较均布荷载更容易使“上”形截面钢梁失稳;使用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018—2002）进行“上”形截面钢梁的整体稳定性验算会偏于不安全。     

超大跨度悬索桥隧道锚承载特性的岩石力学综合研究

 针对四渡河特大桥宜昌岸隧道锚承载特性问题,采用基于岩石力学的综合研究方法,从围岩地质与力学特性、隧道锚1∶12实体模型试验及隧道锚承载特性数值分析等方面,对隧道锚与围岩岩体变形机制、时效特征及超载安全性等方面开展系统研究。结果表明,通过岩石力学试验及基于实体模型试验获得的隧道锚围岩弹塑性及流变参数符合实际;在设计水平下,隧道锚锭围岩变形在mm级水平;隧道锚极限抗拉拔力≥7.6倍设计载荷,满足锚固安全系数＞4.0的设计要求;实桥隧道锚碇的长期安全系数≥2.6。通过工程实际施工过程中的监测实施,对研究成果和结论的合理性进行验证。研究技术路线及成果可供山区类似桥梁建设借鉴。     

某特大桥西侧桥头边坡稳定性分析与评价

某特大桥西侧桥头边坡为顺层岩坡,受桥墩加载及下游某水库蓄水影响,岸坡存在安全隐患.在工程地质调查的基础上.查明了岸坡赋存的水文、工程地质条件,建立了地质模型,明确了岸坡稳定性控制因素;针对控制性结构面及岩体,开展细致研究,获取了合理的物理力学计算参数.采用三维连续介质和离散介质数值模拟方法对岸坡的潜在变形破坏模式进行分析,并选取典型块体开展二维和三维极限平衡计算.结果表明,岸坡整体稳定性较好,但是表层存在向临空面的潜在滑移趋势.建议对岸坡底部的水渠进行封堵,消除临空面,以增加岸坡稳定.     

基于CFD的双幅桥梁气动干扰效应数值仿真

与孤立的单幅桥主梁相比,双幅桥梁的主梁气动特性发生改变,这在桥梁抗风设计中不容忽视.针对此问题,基于计算流体力学方法,以主跨径290m、最大墩高141m的北盘江特大桥为工程背景,对双幅桥主梁三分力系数气动干扰效应进行了数值仿真分析.首先,采用FLUENT建立了主梁和流域计算模型,并与风洞试验进行对比,验证模型及计算方法的准确性;然后,改变主梁间距、风速和风攻角等参数,研究其对双幅桥主梁三分力系数干扰效应的影响,得到了气动干扰因子随风速变化的曲线.研究结果表明:下游主梁气动干扰效应比上游主梁显著;主梁间距越小气动干扰效应越大;风攻角和风速对气动干扰效应有着复杂的影响.     

四渡河特大悬索桥隧道锚模型拉拔试验研究

介绍了四渡河特大悬索桥隧道锚碇1∶12现场模型试验,根据试验结果研究了锚碇周边岩体的时效变形形态及应变分布特征,得到了隧道锚碇的长期安全系数及瞬时极限承载力。测试结果为下一步开展的数值理论分析提供依据。