国家自然科学基金(51368032)
- 作品数：27 被引量：178H指数：8
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- 马新大桥索力测试及调索计算方法被引量：14
- 2016年
- 以国内首座斜独塔单索面钢-砼组合斜拉桥(60+65+220)m为工程背景,运用频率法测索原理,通过实测拉索自振频率得到实际索力,运用精细的有限元模型计算理论索力与实测索力进行对比。该桥二次索力调整时如何做到按施工方便的顺次,一次调整到设计值,是本桥施工监控核心技术之一。应用桥梁常用软件MIDAS/CIVIL得到23阶调索影响矩阵,运用大型数学计算软件Matlab进行调索矩阵运算,解决了23阶线性方程组的求解难题;可方便获得每根拉索经一次张拉即可达到该桥成桥设计索力的施调索力增量,施调过程实时进行理论与实测索力偏差对计算模型的修正。方法简单易行、可操作性强、精度高,可为同类工程提供参考。
- 王伟坤刘世忠
- 关键词：斜拉桥索力测试频率法
- 波形钢腹板组合箱梁振动频率分析与试验被引量：18
- 2013年
- 为了获得波形钢腹板混凝土组合箱梁弯曲振动频率的解析公式,运用能量变分法与Hamilton原理建立了该类型箱梁弯曲振动的控制微分方程和自然边界条件。利用控制微分方程,得到了3个广义位移函数W(x),φ(x),ξ(x)的表达式,并代入到相应的自然边界条件中,得到了波形钢腹板混凝土组合箱梁在简支体系下弯曲振动频率的解析公式。对解析公式分析可知,箱梁剪力滞效应、波形钢腹板的剪切效应以及两者的耦合效应是影响其弯曲振动频率的3个重要因素。采用有限元方法和室内模型试验验证了所得解析公式的正确性。研究结果表明:剪力滞效应与耦合效应对该类型箱梁弯曲振动频率的影响较小,而波形钢腹板的剪切效应对该类型箱梁弯曲振动频率的影响显著。
- 冀伟刘世忠蔺鹏臻
- 关键词：桥梁工程波形钢腹板组合箱梁能量变分法振动频率
- 系杆拱桥的横向振动特性分析被引量：1
- 2015年
- 依据能量原理,选取系杆拱桥横向基频振型为正弦波,计算了系杆拱体系的横向振动应变能以及动能;利用Rayleigh法,得到了系杆拱横向振动的基频计算公式,基频公式物理概念明确,与有限元法相比具有计算简便、精度高等优点;根据平衡原理推导出吊杆"非保向力效应"矩阵,采用自编程序计算了吊杆"非保向力效应"对系杆拱自振特性的影响。结果表明:吊杆"非保向力效应"对系杆拱桥的低阶横向自振频率有较大影响,吊杆的"非保向力效应"可提高系杆拱桥的横向振动基频,对系杆拱的抗震设计具有参考价值。
- 刘世忠
- 关键词：系杆拱桥
- 波形钢腹板连续箱梁桥振动频率的参数分析被引量：8
- 2016年
- 为准确计算和分析波形钢腹板连续箱梁桥的弯曲振动频率,首先,运用能量变分原理和Hamilton原理,推导出波形钢腹板简支箱梁桥弯曲振动频率的计算公式;然后,在简支箱梁桥频率计算公式的基础上,根据连续梁自由振动的三弯矩方程,得到任意等跨等截面波形钢腹板连续箱梁桥弯曲振动频率的计算公式,该公式的正确性得到已建实桥频率实测值和Ansys三维有限元计算值的验证;最后,对波形钢腹板连续箱梁桥弯曲振动频率的影响参数进行了分析。研究结果表明,波形钢腹板剪切效应对波形钢腹板连续箱梁桥弯曲振动频率的影响较大,而其余参数对该桥型弯曲振动频率的影响较小,在实际工程中为了计算的简便性,可以忽略这些因素的影响。研究结论可为同类型桥梁的设计提供参考。
- 冀伟刘世忠蔺鹏臻李爱军
- 关键词：波形钢腹板振动频率能量变分原理组合箱梁
- 不同腹板嵌入方式模拟对波形钢腹板组合箱梁建模精度的影响
- 2017年
- 为探究不同腹板嵌入方式模拟对波形钢腹板组合箱梁建模精度和效率的影响,利用ANSYS建立三种连接方式下的有限元模型,分析其在荷载作用下的挠度、应力、剪力滞效应和自振频率,并将有限元模拟结果与现场模型试验实测数据对比,以找出最符合实际的连接方式。结果表明,MPC方式的建模效率明显高于共节点式与嵌入式,且能够满足精度要求,是最符合实际腹板嵌入连接的方式。该研究可为波形钢腹板组合箱梁有限元仿真提供参考。
- 刘欢
- 关键词：波形钢腹板剪力连接件有限元模拟
- 波形钢腹板简支箱梁竖向频率的影响因素分析被引量：12
- 2013年
- 为了寻找波形钢腹板混凝土组合箱梁桥竖向弯曲振动频率的计算方法,以能量变分法为基础,并结合Hamilton原理推导出该类型桥梁在简支状态下竖向弯曲振动频率的解析公式。对解析公式分析可知,箱梁剪力滞效应、波形钢腹板的剪切效应以及两者的耦合效应是影响其竖向弯曲振动频率的三个因素。为了验证所得解析公式的可靠性,对一波形钢腹板混凝土组合试验梁进行了动力测试和空间有限元仿真计算分析,并获得其竖向弯曲振动频率的实测值和有限元值。将解析公式所得频率值、实测值及有限元值进行比对,三者吻合良好,因此解析公式可以用于实际工程中波形钢腹板混凝土简支箱梁的竖向弯曲振动频率计算。
- 冀伟刘世忠
- 关键词：能量法组合体系桥波形钢腹板
- 双Ⅰ型GFRP-混凝土组合梁的动力学行为分析被引量：2
- 2017年
- 为了精确计算双Ⅰ型GFRP-混凝土组合梁的动力特性,首先推导出与其动力特性相关的抗弯刚度、剪切刚度、质量惯性矩、扭转刚度和截面翘曲刚度的等效计算公式;根据达朗贝尔原理,分别按照Euler梁理论、Timoshenko梁理论和薄壁杆件约束扭转理论推导出双Ⅰ型GFRP-混凝土组合梁的弯曲振动频率和扭转振动频率计算公式。选择双Ⅰ型GFRP–混凝土组合模型试验梁,运用等效计算公式所得该类型梁的截面特性值与CUFSM软件计算值吻合良好,验证了等效计算公式的可靠性;采用ANSYS12.0软件建立了试验梁的有限元实体模型,并对ANSYS计算的有限元值、模型试验值及推导公式计算结果进行了对比分析。结果表明,Timoshenko梁理论计算的弯曲自由振动频率与实测值及有限元值吻合良好,扭转频率计算公式所得频率值与实测值吻合良好,所得结论可为GFRP-混凝土组合梁的动力特性计算提供参考。
- 李爱军冀伟冀伟杨子江刘炎海
- 关键词：桥梁工程玻璃纤维增强复合材料振动频率动力行为
- 铁路矮塔斜拉桥新型顶板锚固块结构优化
- 2016年
- 为确保索梁锚固区在成桥挂索前不被自身预应力束所带的预拉应力拉裂的同时,又要在桥梁投入使用后承受最不利荷载组合时保证索梁锚固区的受力安全,以金沙江上某铁路矮塔斜拉桥为实际工程背景,分别建立两个ANSYS模型,对成桥挂索前和最不利荷载组合两个不同工况进行仿真分析.按照从无到有、从少到多的顺序在锚固块中布设预应力束,进行反复多次的比选优化,得到满足工程要求的预应力束布设方案后,对预应力束布设形式进行再次优化.最后验证了该工程在采用顶板锚固块锚固形式下,索梁锚固区的结构安全性和局部抗裂性.
- 黄俊豪刘世忠任万敏冯明扬刘欣益
- 关键词：矮塔斜拉桥锚固块有限元分析
- 大温差影响下刘家峡大桥基准索股的调整被引量：6
- 2014年
- 刘家峡大桥为主跨536m的单跨双铰钢桁加劲梁式悬索桥,桥址昼夜温差达到14℃。针对大温差下该桥基准索股的调整,推导出任一温度下主缆线形的温度修正方程,并利用现场实测值分析了温度变化对基准索股垂度的影响,即当温度从15℃起每降低1℃,西、东边跨及中跨索股垂度分别减小7.38,5.2,15.5mm,2个边跨随温度降低表现出明显的非线性特征。根据温度变化对索股垂度的影响规律进行了理论分析与实测验证,制定了通过调整索长达到垂度调整的办法,即在选定的调索时间(气温-13℃左右),相对于设计基准温度15℃,桥梁西、东边跨基准索股各上调206.5mm、145.6mm,中跨跨中索股上调438.6mm,从而保证了该桥成桥状态的线形。
- 刘世忠贾一全王苍和包振华耿江玮
- 关键词：悬索桥基准索股垂度温度影响线形调整
- 结构参数对波形钢腹板箱梁扭转特性的影响被引量：8
- 2014年
- 为了研究波形钢腹板结构参数对箱梁扭转特性的影响,本文建立了波形钢腹板简支箱梁桥的有限元模型,通过改变波形腹板的结构参数(板厚,水平板宽,腹板折角)计算分析试验梁扭转特性。结果表明:波形腹板折角增大时,能较大的提高扭转振动频率;在一定范围内腹板厚的增大时,能有效提高扭转振动频率;水平板宽的增大使箱梁的扭转振动频率先增大后减小,因此,须合理选择最佳板宽。另外,通过在试验梁不同位置增设横隔板以及不同横隔板厚度的方案研究了波形钢腹板梁的扭转动力特性,结果表明:在端部增设横隔板能有效的改善其扭转动力特性;横隔板越厚,梁体自重越大,所以扭转刚度先增大后减小。以上结果可进一步为波形钢腹板箱梁的动力特性以及优化其结构设计提供理论支撑。
- 高建峰刘世忠
- 关键词：波形钢腹板结构参数有限元模型试验
