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海啸作用下近海箱型桥梁下部结构受力机制数值研究
1
作者 谷音 俞安华 《工程力学》 北大核心 2026年第1期161-173,共13页
近海桥梁面临着海啸等极端波浪的威胁,巨大的波浪力对桥梁下部结构产生严重影响,其受力机制尚不明确。采用OpenFOAM开源软件,基于RANS方程和SSTk-ω湍流模型模拟海啸,构建了不考虑上部结构的桥墩和考虑上部箱梁结构的桥墩-梁两种结构形... 近海桥梁面临着海啸等极端波浪的威胁,巨大的波浪力对桥梁下部结构产生严重影响,其受力机制尚不明确。采用OpenFOAM开源软件,基于RANS方程和SSTk-ω湍流模型模拟海啸,构建了不考虑上部结构的桥墩和考虑上部箱梁结构的桥墩-梁两种结构形式的海啸波荷载作用模型进行了分析比较,研究了海啸作用下近海箱型桥梁下部结构的水平力分布和受力机制,并分析了不同分布力对桥墩力矩的影响。研究结果表明:考虑箱梁对流体影响后,桥墩-梁模型中海啸作用于桥墩的水平力峰值为单独桥墩模型的1.45倍~1.96倍;桥墩-梁模型中桥墩的海啸作用分布力差异较大,墩顶受力最大,后逐渐减小,墩中部到墩底受力比较均匀,而单独桥墩模型的海啸作用力分布比较均匀,墩顶到墩底受力相差不大;桥墩-梁模型中海啸作用于桥墩的力矩峰值为单独桥墩模型的1.60~2.33。海啸作用下近海箱型桥梁下部结构受力应充分考虑上部结构箱梁对周围流体的影响,研究对于桥墩的破坏模式的判别及其减灾防护措施的制定具有重要的意义。 展开更多
关键词 近海桥梁 下部结构 箱型 海啸 受力机制
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主梁断面三自由度耦合非线性颤振分析
2
作者 胡朋 袁邦荣 +2 位作者 韩艳 李凯 陈旭 《工程力学》 北大核心 2026年第1期174-184,共11页
为分析主梁断面三自由度耦合非线性颤振特性并考察侧向自由度对非线性颤振特性的影响,以某典型箱梁断面为例,建立了一种考虑18个幅变颤振导数的三自由度耦合非线性颤振分析方法。采用强迫振动数值模拟技术识别了该断面不同折减风速和不... 为分析主梁断面三自由度耦合非线性颤振特性并考察侧向自由度对非线性颤振特性的影响,以某典型箱梁断面为例,建立了一种考虑18个幅变颤振导数的三自由度耦合非线性颤振分析方法。采用强迫振动数值模拟技术识别了该断面不同折减风速和不同振幅下的18个幅变颤振导数。基于识别的幅变颤振导数采用建立的三自由度耦合非线性颤振分析方法计算了该断面的非线性颤振响应,并与自由振动数值模拟结果进行对比,验证了幅变颤振导数识别结果和非线性颤振分析方法的准确性。量化了侧向自由度对非线性颤振的影响,并揭示了其影响机制。研究结果表明,侧向自由度的参与不仅在一定程度上降低颤振临界风速,也会增大非线性颤振的稳态振幅,且振幅越大这种增幅越明显,这主要是因为侧向自由度的引入降低了扭转模态分支的阻尼比,进而降低了系统的稳定性。进一步地,组成扭转模态分支阻尼比的各项中,扭转-竖向耦合气动阻尼比与扭转-侧向耦合气动阻尼比项均不利于扭转模态运动的稳定。 展开更多
关键词 非线性颤振 箱梁 侧向振动 幅变颤振导数 数值模拟
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服役斜拉索钢丝剩余疲劳强度与剩余寿命试验研究
3
作者 王春生 李熙 吴一凡 《工程力学》 北大核心 2026年第1期207-218,共12页
为研究带有腐蚀和疲劳损伤的服役斜拉索钢丝剩余疲劳强度与剩余疲劳寿命,采用三种不同损伤程度的斜拉索钢丝和相近抗拉强度的新钢丝进行疲劳试验;根据钢丝疲劳断口形貌特征,统计了疲劳裂纹源蚀坑的特征参数并计算了蚀坑处应力强度因子,... 为研究带有腐蚀和疲劳损伤的服役斜拉索钢丝剩余疲劳强度与剩余疲劳寿命,采用三种不同损伤程度的斜拉索钢丝和相近抗拉强度的新钢丝进行疲劳试验;根据钢丝疲劳断口形貌特征,统计了疲劳裂纹源蚀坑的特征参数并计算了蚀坑处应力强度因子,探究了钢丝的疲劳断裂机制;采用最小二乘法拟合了不同存活率下钢丝的应力-疲劳寿命曲线,计算了拉索钢丝的剩余疲劳强度与寿命折减率,揭示了已有腐蚀与疲劳损伤程度和应力比对钢丝剩余疲劳强度与寿命的影响规律。试验结果表明:新钢丝的疲劳裂纹起源于钢丝表面划痕或夹渣处,服役斜拉索钢丝的疲劳裂纹多萌生于蚀坑处,蚀坑均未出现深度小于60μm或面积小于10000µm^(2)的情况,蚀坑处裂纹萌生主要受疲劳裂纹扩展门槛值控制;服役斜拉索钢丝具有韧性和脆性双重特征,已有腐蚀与疲劳损伤程度越大,钢丝脆性特征越明显;随已有腐蚀和疲劳损伤程度的增大,钢丝的应力-疲劳寿命曲线斜率逐渐增大,剩余疲劳强度显著降低且拐点处的疲劳极限特征趋于消失;带损伤钢丝剩余疲劳强度,随应力比增大而显著减小;在同一应力幅下,随着服役形成的腐蚀和疲劳损伤程度的增大,钢丝剩余疲劳强度也呈衰减之势,寿命折减率增大。 展开更多
关键词 桥梁工程 斜拉索 腐蚀 疲劳 断口分析 剩余疲劳强度 剩余疲劳寿命
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钢-混组合桥面板组合梁桥荷载横向分布系数研究
4
作者 张天航 吴怿珊 +1 位作者 张建勋 王嘉锋 《世界桥梁》 北大核心 2026年第1期115-122,共8页
为确保钢-混组合桥面板组合梁桥的安全性与经济性,对其荷载横向分布系数及影响因素进行研究。以河南省道S541梅山西沟段中桥(跨径20 m的钢-混组合桥面板工字形组合梁桥)为背景,建立有限元模型计算荷载横向分布系数,并与偏心压力法、修... 为确保钢-混组合桥面板组合梁桥的安全性与经济性,对其荷载横向分布系数及影响因素进行研究。以河南省道S541梅山西沟段中桥(跨径20 m的钢-混组合桥面板工字形组合梁桥)为背景,建立有限元模型计算荷载横向分布系数,并与偏心压力法、修正偏心压力法和刚接梁法进行对比;进一步研究横梁构造形式及数量、桥面板混凝土厚度、桥面板纵向开裂对荷载横向分布系数的影响。结果表明:刚接梁法计算结果与有限元法最为接近;横梁构造形式相同时,中横梁数量增加,边主梁荷载横向分布系数相对只有端横梁时增大,最大增大0.83%,而中主梁则会降低,最大降低1.40%;横梁数量相同时,采用K形钢桁架横梁时边主梁荷载横向分布系数最佳,而采用H形框架式支撑横梁时中主梁荷载横向分布系数最佳;桥面板混凝土厚度每增加30 mm,边、中主梁荷载横向分布系数分别平均降低0.88%和0.83%;当组合桥面板纵向开裂后,边主梁荷载横向分布系数降低且降低幅度随横梁数量增加而递减,而中主梁荷载横向分布系数增加且增加幅度随横梁数量的增加而上升。 展开更多
关键词 组合梁桥 钢-混组合桥面板 荷载横向分布系数 横梁 刚接梁法 影响因素 有限元法
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基于谱聚类的随机子空间模态参数自动识别
5
作者 胡志祥 程成 +1 位作者 胥河阳 黄磊 《工程力学》 北大核心 2026年第1期39-49,共11页
实现模态参数自动识别对于实时结构健康监测系统具有重要意义。针对随机子空间方法输出的稳定图存在大量虚假模态的不足,该文提出了基于加权距离函数的谱聚类算法,并将其应用于稳定图的自动识别,旨在提高模态识别的精确性。介绍了谱聚... 实现模态参数自动识别对于实时结构健康监测系统具有重要意义。针对随机子空间方法输出的稳定图存在大量虚假模态的不足,该文提出了基于加权距离函数的谱聚类算法,并将其应用于稳定图的自动识别,旨在提高模态识别的精确性。介绍了谱聚类算法和随机子空间方法的原理,并将加权距离函数用于计算待聚类节点的相似矩阵,综合考虑模态数据的贡献。通过模态验证准则对稳定图的模态参数进行预处理,剔除明显的虚假模态,以提高聚类效果。将该文方法应用于平面桁架模型和实测人行桥的模态参数计算,结果表明所提出的方法能有效剔除稳定图中的虚假模态,并具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 结构健康监测 模态参数识别 随机子空间 谱聚类 稳定图 距离函数
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考虑整体化层的既有空心板梁桥受弯性能及其分级利用研究
6
作者 朱森林 张兆昌 +2 位作者 胡玉庆 严志威 程世涛 《世界桥梁》 北大核心 2026年第1期83-90,共8页
针对公路改扩建工程中既有空心板梁桥的承载性能及再利用问题,进行考虑整体化层的既有空心板梁桥的受弯性能足尺试验、数值模拟和理论研究。以京沪高速公路唐庄北小桥为背景,从实桥中取3片带整体化层和1片无整体化层的空心板梁进行受弯... 针对公路改扩建工程中既有空心板梁桥的承载性能及再利用问题,进行考虑整体化层的既有空心板梁桥的受弯性能足尺试验、数值模拟和理论研究。以京沪高速公路唐庄北小桥为背景,从实桥中取3片带整体化层和1片无整体化层的空心板梁进行受弯试验,分析梁的破坏模式、应变发展规律和裂缝分布等,进一步采用数值模拟分析空心板梁的受弯性能,并综合考虑整体化层影响、损伤折减系数及材料的不同强度取值,建立既有空心板梁桥受弯承载力计算公式;在此基础上,提出一种既有空心板梁桥的五级分级利用策略,并应用于实桥。结果表明:整体化层与空心板梁上表面紧密结合,实现了在荷载作用下的协同受力,结构的主要破坏模式为梁下部纵筋屈服、整体化层混凝土压碎等;相较于无整体化层的空心板梁,整体化层显著提升了结构的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载,分别增加了63.0%、33.9%和38.5%;提出的空心板梁分级利用策略,有效解决了既有空心板梁在改扩建中的再利用难题,实现了桥梁资源的可持续利用。 展开更多
关键词 空心板梁桥 整体化层 受弯承载力 分级利用策略 足尺试验 数值模拟 改扩建工程
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考虑结构与气动非线性效应的大跨度桥梁非线性颤振控制TMD优化设计
7
作者 仇志雄 李凯 +2 位作者 韩艳 胡朋 蔡春声 《工程力学》 北大核心 2026年第2期58-70,共13页
为了减小大跨度桥梁的非线性颤振振幅,建立了一种两自由度弯扭耦合非线性自激力模型,利用调谐质量阻尼器控制方法,推导了风-桥梁-TMD系统的运动方程,构建了基于GBO优化算法的新型TMD参数优化方法,以大跨度悬索桥节段模型为例,对比了该... 为了减小大跨度桥梁的非线性颤振振幅,建立了一种两自由度弯扭耦合非线性自激力模型,利用调谐质量阻尼器控制方法,推导了风-桥梁-TMD系统的运动方程,构建了基于GBO优化算法的新型TMD参数优化方法,以大跨度悬索桥节段模型为例,对比了该优化方法和传统TMD参数优化方法对大跨度桥梁非线性颤振的控制效果,研究了TMD各参数对非线性颤振控制效果的敏感性,分析了结构与气动非线性效应对于不同颤振控制目标下TMD优化设计的影响。研究结果表明:建立的两自由度弯扭耦合非线性自激力模型能准确预测主梁的非线性颤振振幅;考虑结构和气动非线性的新型TMD参数优化方法相较传统TMD参数优化方法对大跨度桥梁非线性颤振振幅的控制效果更好;采用该方法优化设计的TMD不仅能大幅降低不同风速下桥梁断面的非线性颤振振幅,而且可以有效降低不同颤振控制目标下设计的最小TMD质量。研究结论可为TMD在大跨度桥梁非线性颤振控制中的应用提供理论依据。 展开更多
关键词 大跨度桥梁 非线性颤振控制 GBO优化算法 调谐质量阻尼器 TMD参数优化
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现浇箱梁拼宽桥上部结构受力特性分析
8
作者 张雨佳 《工程建设与设计》 2026年第1期117-119,共3页
为了提高现浇箱梁拼宽桥的稳定性以及安全性,论文对现浇箱梁拼宽桥的结构特点进行了探讨,研究了拼宽桥与原桥的不均匀沉降、混凝土的收缩徐变、车辆荷载与偏载效应等影响上部结构受力的因素。以某现浇箱梁拼宽桥为研究对象,对不均匀沉... 为了提高现浇箱梁拼宽桥的稳定性以及安全性,论文对现浇箱梁拼宽桥的结构特点进行了探讨,研究了拼宽桥与原桥的不均匀沉降、混凝土的收缩徐变、车辆荷载与偏载效应等影响上部结构受力的因素。以某现浇箱梁拼宽桥为研究对象,对不均匀沉降及收缩徐变对上部结构的受力影响进行了分析。 展开更多
关键词 现浇箱梁 双侧拼宽 上部结构 受力特性
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大跨钢桁梁斜拉桥新型索梁锚固结构缩尺模型疲劳试验研究
9
作者 罗永传 梁晓翀 +2 位作者 刘红胜 张清华 崔闯 《世界桥梁》 北大核心 2026年第1期68-74,共7页
针对大跨钢桁梁斜拉桥索梁锚固区应力集中和疲劳问题,以主跨880 m的双层钢桁梁公路斜拉桥——中山市香山大桥为背景,提出一种新型钢锚箱式索梁锚固结构:在传统钢锚箱结构基础上,延长钢锚箱的顶、底板并在端部增加端板。开展该新型索梁... 针对大跨钢桁梁斜拉桥索梁锚固区应力集中和疲劳问题,以主跨880 m的双层钢桁梁公路斜拉桥——中山市香山大桥为背景,提出一种新型钢锚箱式索梁锚固结构:在传统钢锚箱结构基础上,延长钢锚箱的顶、底板并在端部增加端板。开展该新型索梁锚固结构1∶2缩尺模型疲劳试验,在此基础上结合数值分析方法对其疲劳性能进行评估。结果表明:在疲劳性能验证阶段试验和疲劳破坏阶段试验中,在一定次数循环荷载作用后静载测试数据稳定,钢锚箱结构完整,其抗疲劳性能满足设计要求,且安全储备高;钢锚箱主要传力焊缝受力分布不均匀性明显改善,有效提高了其疲劳强度;通过疲劳性能评估,268万次循环加载下对应的等效应力幅为59 MPa,低于规范限值125 MPa,总体疲劳损伤度为0.226,仍有约77%的剩余疲劳寿命,该新型钢锚箱结构疲劳强度高于抗疲劳设计的要求,且具有足够的疲劳强度安全储备。 展开更多
关键词 斜拉桥 公路桥 索梁锚固区 钢锚箱式锚固结构 疲劳性能 模型试验
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基于LSTM的近断层桥梁地震响应和易损性快速预测方法 被引量：1
10
作者 郑史雄 雷川鹤 +3 位作者 贾宏宇 曾永平 刘力维 赵灿晖 《中国公路学报》 北大核心 2025年第7期18-30,共13页
近断层区域桥梁灾后快速评估对节约抗震救灾时间和推进灾后重建有着重要的推进作用。为了快速准确地预测近断层桥梁地震响应和桥梁结构损伤易损性,提出了一种基于深度学习的近断层桥梁地震响应和易损性快速预测方法,可用于快速预测近断... 近断层区域桥梁灾后快速评估对节约抗震救灾时间和推进灾后重建有着重要的推进作用。为了快速准确地预测近断层桥梁地震响应和桥梁结构损伤易损性,提出了一种基于深度学习的近断层桥梁地震响应和易损性快速预测方法,可用于快速预测近断层脉冲地震作用下桥梁地震响应及易损性曲线。该方法基于单向多层堆叠式长短时记忆(Long Short-term Memory, LSTM)网络,以地震响应时程与峰值响应两部分作为模型的输出,采用滑动时间窗、残差连接和约束循环核等技术,有效地捕捉到脉冲地震动输入与桥梁响应(如墩底弯矩、墩底曲率和墩顶位移)之间的非线性映射,并基于概率地震需求模型准确预测易损性曲线。以汶川地震中破坏的庙子坪大桥作为实际工程研究对象,基于OpenSees数值模型,建立了619条近场地震动及相对应桥梁非线性地震响应和易损性数据库,验证所提出方法的准确性和快速性。研究结果表明:LSTM模型可以进行长时间、多输出的响应预测,并能够准确捕捉到脉冲地震作用下桥梁结构的地震响应需求;在峰值响应预测中,弯矩指标预测效果最佳,预测值与实际值之比的均值与标准差分别小于1.03和0.12,其次是位移指标与曲率指标;预测的易损性曲线结果与实际结果十分接近,决定系数达0.97,失效概率最大相差1.92%;该方法与传统方法时间对比约为1 s和66 h。所提出的易损性快速预测方法具有较高准确性和快速性,可为灾后桥梁评估提供有力理论支持。 展开更多
关键词 桥梁工程 脉冲型地震动 长短时记忆网络 地震响应预测 易损性预测
原文传递
CFRP修复钢Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹扩展研究进展及展望
11
作者 高立 邓宗才 《工程力学》 北大核心 2026年第1期11-27,共17页
钢结构在循环荷载作用下往往会发生疲劳破坏。由于结构的复杂性和荷载形式的复合性,往往会使钢结构产生Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹,且疲劳裂纹修复一直是钢结构疲劳研究的热点。碳纤维增强聚合物复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)... 钢结构在循环荷载作用下往往会发生疲劳破坏。由于结构的复杂性和荷载形式的复合性,往往会使钢结构产生Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹,且疲劳裂纹修复一直是钢结构疲劳研究的热点。碳纤维增强聚合物复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)在修复钢结构中有诸多优势和良好的应用前景,目前的研究主要集中于Ⅰ型裂纹的修复,但对于Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹扩展及其修复的研究比较少。为此,从疲劳裂纹扩展、裂纹扩展速率和等效应力强度因子的计算方法方面报道了混合模态下钢材的裂纹扩展研究现状;重点阐述了CFRP修复混合型裂纹扩展现状,分析了CFRP基础材性、CFRP-钢界面粘结性能和不同裂纹角度等因素对混合裂纹修复的性能影响;基于目前的研究现状对CFRP修复钢结构在疲劳荷载作用下混合型裂纹扩展的应用前景和研究重点进行了展望。 展开更多
关键词 结构工程 混合裂纹 CFRP 裂纹扩展速率 等效应力强度因子 界面性能
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双层桥面钢桁梁斜拉桥日照非均匀温度场研究
12
作者 杨益波 张元豪 +2 位作者 赵世超 郭智渊 朱劲松 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期30-38,共9页
为探究双层桥面钢桁梁斜拉桥在日照作用下的非均匀温度场,建立了考虑地理气象因素以及各构件之间遮挡关系的双层桥面钢桁梁斜拉桥日照温度场数值模拟方法,并通过试验数据进行了验证。以山东地区主跨488 m的济南黄河公路大桥扩建项目为背... 为探究双层桥面钢桁梁斜拉桥在日照作用下的非均匀温度场,建立了考虑地理气象因素以及各构件之间遮挡关系的双层桥面钢桁梁斜拉桥日照温度场数值模拟方法,并通过试验数据进行了验证。以山东地区主跨488 m的济南黄河公路大桥扩建项目为背景,利用ABAQUS软件建立三维热传导模型,分析了遮挡作用对桥梁温度分布造成的影响,及典型季节下钢桁梁表面横竖向的温度分布规律。结果表明:有限元模拟的温度时程与试验值吻合良好,验证了模拟方法的精度和可靠性;日照作用下,双层桥面钢桁梁斜拉桥表面温度场呈现出明显的时变特征以及空间非均匀性;受上层桥面遮挡,钢桁梁结构的竖向温差在夏季可以达到23.0℃,遮挡作用对桥梁表面温度分布的影响不可忽略。 展开更多
关键词 桥梁工程 双层桥面钢桁梁斜拉桥 传热分析 日照温度场 遮挡作用
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高强螺栓连接的钢-混凝土组合梁自振特性分析
13
作者 杨明晨 邢颖 +1 位作者 李伟 郭琪 《太原理工大学学报》 北大核心 2026年第1期122-132,共11页
【目的】探究摩擦型高强螺栓连接的钢-混凝土组合梁自振特性。【方法】基于能量法推导了组合梁考虑界面剪切滑移效应的振动微分方程,得到了组合梁在简支-简支边界条件下竖向自振频率和振型的解析表达式,并通过试验测试和数值模拟验证了... 【目的】探究摩擦型高强螺栓连接的钢-混凝土组合梁自振特性。【方法】基于能量法推导了组合梁考虑界面剪切滑移效应的振动微分方程,得到了组合梁在简支-简支边界条件下竖向自振频率和振型的解析表达式,并通过试验测试和数值模拟验证了该解析方程的可靠性,表明考虑界面剪切滑移效应对分析高强螺栓连接的组合梁自振特性是必要的。在此基础上,探讨了组合梁自振特性对螺栓预紧力、螺栓纵向平均间距和螺栓损伤位置的敏感程度。【结果】结果表明:受界面剪切滑移效应的影响,组合梁竖向自振频率存在一定折减,且高阶频率的折减幅度大于低阶;相比于螺栓预紧力,组合梁竖向自振频率对螺栓纵向平均间距更加敏感;另外,当其他参数确定时,组合梁各阶振型的振幅为0处的螺栓损伤对其竖向自振频率的影响最大。 展开更多
关键词 摩擦型高强螺栓 钢-混凝土组合梁 自振特性 界面剪切滑移效应 能量法
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预应力混凝土梁体弹性模量理论与试验研究 被引量：1
14
作者 程海根 曾辉 +1 位作者 伍坤 黄小文 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第1期42-49,共8页
研究目的:弹性模量是分析混凝土结构力学性能的关键参数。在预应力混凝土结构设计中,通常直接采用混凝土的弹性模量简化计算,但这种方法忽略了预应力筋和普通钢筋的影响。本研究旨在通过理论分析与试验验证,探索预应力筋和普通钢筋对预... 研究目的:弹性模量是分析混凝土结构力学性能的关键参数。在预应力混凝土结构设计中,通常直接采用混凝土的弹性模量简化计算,但这种方法忽略了预应力筋和普通钢筋的影响。本研究旨在通过理论分析与试验验证,探索预应力筋和普通钢筋对预应力混凝土梁体弹性模量的实际影响,提出一种基于等效刚度相等原则的梁体弹性模量解析公式。利用ANSYS Workbench软件模拟不同配筋条件下的梁体弹性模量,并通过试验验证模型的准确性和可靠性。研究结论:(1)预应力筋和普通钢筋配筋率对预应力混凝土梁体弹性模量均有显著影响,且两者之间存在线性关系;(2)随着配筋率的增加,梁体弹性模量明显提升,当配筋率为3%时,梁体弹性模量相比混凝土弹性模量提高了27.3%;当配筋率为5%时,提高了44.3%;(3)本研究成果可应用于预应力混凝土结构的设计优化中;考虑配筋对弹性模量的影响,能够显著减少结构计算中的误差,提高工程安全性与经济性。 展开更多
关键词 桥梁工程 预应力混凝土 弹性模量 数值模拟 ANSYS Workbench
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刚构体系中承式梁拱组合桥空间受力研究 被引量：1
15
作者 易云焜 徐梦莹 +2 位作者 汪阳 林春乾 张雅俊 《世界桥梁》 北大核心 2025年第2期51-57,共7页
为给超宽多跨刚构体系中承式梁拱组合桥的简化分析和优化设计提供理论基础,以漳州马洲大桥为背景,研究空间受力特性。建立该桥有限元模型,研究超宽多跨刚构体系中承式梁拱组合桥的空间受力特性;针对影响空间受力的3个关键参数(大横梁横... 为给超宽多跨刚构体系中承式梁拱组合桥的简化分析和优化设计提供理论基础,以漳州马洲大桥为背景,研究空间受力特性。建立该桥有限元模型,研究超宽多跨刚构体系中承式梁拱组合桥的空间受力特性;针对影响空间受力的3个关键参数(大横梁横向刚度、拱肋横桥向位置和系杆张拉力),应用参数分析和力学简化分析2种方法得到各参数合理取值,并将数值分析和力学分析的结果相互验证,分析桥宽对结构稳定的影响。结果表明:多跨刚构体系中承式梁拱组合桥会在墩底产生横桥向反力、顺桥向力矩和扭矩等空间力;大横梁和主纵梁的横向刚度比与其长度比成反比例时为其合理横向刚度,使空间力均接近于0;拱肋至道路中心线的距离为2/3半桥宽时,墩底横桥向反力、顺桥向反力矩和竖向反力矩等空间力接近为0,为拱肋的横桥向合理位置;系杆张拉力除应考虑拱肋水平推力,还应考虑桥墩横桥向力矩,并在二者间进行综合平衡;桥宽增加后桥梁结构一阶失稳系数减小,但对一阶失稳模态和竖向失稳荷载基本无影响。 展开更多
关键词 中承式梁拱组合桥 刚构体系 大横梁横向刚度 拱肋横桥向位置 系杆张拉力 参数分析 有限元法
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跨座式单轨车桥系统横风气动干扰试验研究
16
作者 张学文 周帅 +1 位作者 方聪 李璋 《建筑机械化》 2026年第1期1-7,共7页
为了考虑横风作用下轨道梁对跨座式单轨车辆气动特性的影响,以跨座式单轨车辆与双线简支梁桥为背景,设计并制作缩尺比为1∶10的车-桥刚性模型并开展风洞测力试验,测试跨座式单轨车辆头车、中车和尾车3节车体各自的气动力,讨论车桥组合... 为了考虑横风作用下轨道梁对跨座式单轨车辆气动特性的影响,以跨座式单轨车辆与双线简支梁桥为背景,设计并制作缩尺比为1∶10的车-桥刚性模型并开展风洞测力试验,测试跨座式单轨车辆头车、中车和尾车3节车体各自的气动力,讨论车桥组合形式、雷诺数、轨道梁线间距和中央隔板对跨座式单轨车辆气动力系数的影响。 展开更多
关键词 跨座式单轨车辆 气动特性 风洞试验 风-车-桥系统
原文传递
几何非线性与徐变效应耦合的平面四边形应力单元分析方法
17
作者 邓继华 谭建平 +2 位作者 邵旭东 王磊 田仲初 《土木工程学报》 北大核心 2025年第8期69-81,共13页
为在高耸大跨混凝土结构分析中考虑几何非线性与徐变效应的耦合作用,文章基于平面应力单元开展计算方法的研究。利用共旋坐标法具有几何非线性与材料非线性脱耦的优点,将混凝土的徐变效应视为特殊的材料非线性而在共旋坐标系中将其等效... 为在高耸大跨混凝土结构分析中考虑几何非线性与徐变效应的耦合作用,文章基于平面应力单元开展计算方法的研究。利用共旋坐标法具有几何非线性与材料非线性脱耦的优点,将混凝土的徐变效应视为特殊的材料非线性而在共旋坐标系中将其等效为徐变初应变荷载,几何非线性则通过共旋坐标系与结构坐标系之间的转换矩阵予以考虑,非线性方程组的求解则采用能将荷载增量法与位移增量法合二为一的统一迭代求解列式,建立平面应力单元考虑几何非线性与徐变耦合的分析方法,提供计算流程,对4个算例进行计算分析,并与已有文献的模型试验和数值计算结果作了比较。结果表明:建立的几何非线性平面四边形应力单元及考虑几何非线性与徐变效应耦合的算法是正确的,考虑几何非线性与徐变效应耦合相对于考虑几何线性与徐变以及仅计入几何非线性而言,在具体计算结果、不同自由度的影响程度以及达到徐变计算稳定值所要取的徐变计算时间方面均有很大的不同。文中方法较容易推广到其他更复杂的共旋法几何非线性单元。 展开更多
关键词 平面四边形应力单元 几何非线性 徐变 共旋法 统一迭代求解
原文传递
地震作用下浮式桥梁动力响应及参数影响分析
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作者 王丕光 沈一鸣 +2 位作者 曲杨 赵密 杜修力 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期149-161,共13页
针对目前浮式桥梁地震响应特征及关键参数影响规律尚不明确的问题,建立了主梁-墩柱-浮筒-锚索整体有限元数值模型。为解决结构-水体间相互作用问题,采用附加质量法模拟地震运动引起的水动力惯性力,而作用在浮筒和锚索上的其他水动力载... 针对目前浮式桥梁地震响应特征及关键参数影响规律尚不明确的问题,建立了主梁-墩柱-浮筒-锚索整体有限元数值模型。为解决结构-水体间相互作用问题,采用附加质量法模拟地震运动引起的水动力惯性力,而作用在浮筒和锚索上的其他水动力载荷则采用Morison方程进行模拟;分析了不同地震动特性、不同地震动强度及不同地震方向作用下,浮式桥梁系统动力响应特性及关键参数影响规律。结果表明:不同地震特性的地震动引发的浮式桥梁响应存在显著差异,低频且能量较为集中的长周期地震动会引发浮桥产生较大的响应,而高频且能量较为分散的短周期地震动引发的浮桥响应相对较小;单独施加x方向地震时,会引发系统z方向上的动态响应,导致单独z向和x-y-z向结构地震动响应存在明显区别,后者动力响应明显大于前者;考虑附加质量的浮式桥梁加速度和位移响应均大于无附加质量的情况;结构阻尼对浮桥的响应有一定抑制作用;而浮筒和锚索的拖曳力对系统响应的影响相对较小。 展开更多
关键词 浮式桥梁 地震响应 水与结构相互作用 参数分析
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桥梁基础刚度有限元模拟的剪切单梁模型研究
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作者 李永乐 李金蓉 +2 位作者 黄林 赵凯 李乔 《桥梁建设》 北大核心 2025年第6期25-31,共7页
针对当前桥梁基础刚度有限元模拟常用方法的局限性,提出一种适用于桥梁基础刚度有限元模拟的剪切单梁模型。该模型利用剪切变形系数调整群桩基础桩顶水平位移和绕水平轴转角之间的关系,采用1根考虑剪切效应的空间梁单元模拟桥梁桩基础... 针对当前桥梁基础刚度有限元模拟常用方法的局限性,提出一种适用于桥梁基础刚度有限元模拟的剪切单梁模型。该模型利用剪切变形系数调整群桩基础桩顶水平位移和绕水平轴转角之间的关系,采用1根考虑剪切效应的空间梁单元模拟桥梁桩基础承台底部中心6×6刚度矩阵,推导梁单元几何特征参数的表达式。以某桥弹性群桩基础为研究对象,基于ANSYS软件,采用剪切单梁模型建立群桩基础等效刚度简化模型,进行简化模型刚度矩阵计算,对该模型的准确性进行验证。结果表明:剪切单梁模型通过引入剪切变形系数能有效模拟承台约束对桩顶水平位移与绕水平轴转角相对关系的影响;所提模型可准确模拟群桩基础的6×6刚度矩阵,与基础刚度初始值误差均小于0.3%,吻合良好;该模型具有良好的工程适应性,可用于结构静力分析、风致振动和车-桥耦合振动等地基变形较小的分析中。 展开更多
关键词 桥梁工程 桩基础 基础刚度 剪切效应 剪切单梁模型 有限元法
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