Finite element analysis on impact of foundation treatment in bridgehead transition section upon bridge piles

In order to decrease relative settlement, foundation treatment plays an extremely important role in bridgehead transition section, especially, the situation of building the bridge piles firstly, and th...     

大跨度输水洞穿高速浅埋暗挖方案模拟比选研究

利用非线性有限元程序,对三跨拱涵开挖施工方案进行模拟。通过对两种较为可行的施工方案进行模拟,比较了开挖引起的地表沉降、衬砌的应力变化和洞周土体的塑性区等因素,综合考虑后利用模糊评判选出了优选方案。同时,由模拟的数据还发现了隧洞开挖时容易出现的各种危险情况,建设施工单位在危险区域采取适当的措施,得到很高的实际价值,对今后类似工程有借鉴意义。     

改进的等参逆变换算法在耦合场分析中的应用

实际工程有限元计算中涉及多个物理场的相关分析或耦合分析时场变量之间的数据传递问题非常重要,往往会遇到等参逆变换的需求。分析并指出现有等参逆变换所存在问题,给出了新的改进算法,即在网格内采用新方法进行等参逆变换,在网格外采用距离加权法进行插值传递,并详细说明本算法实施关键。对一大型拱坝施工过程中的温度场和应力应变场耦合分析问题进行研究,结果表明所提出方法具有简便实用、高效和满足工程精度等特点,可应用于实际工程。     

佛开高速九江大桥模态测试与分析

对主跨为160m的预应力砼变截面连续梁桥佛开高速九江大桥进行了理论与实验模态分析．首先介绍了环境激励条件下现场模态测试布置及过程,利用随机子空间法（SSI）进行了桥梁模态参数识别．建立了桥梁有限元模型．并对理论和实验模态分析结果进行了比较和讨论。实验与有限元计算结果在竖向模态频率及振型上总体吻合较好。测试结果可以为有限元模型修正提供依据：模态测试与有限元分析相结合．可以为桥梁长期健康监测和损伤评估提供较可靠的基准模型。     

基于现场测试的斜拉桥有限元模型修正

由于多年使用,桥的结构材料等都已经发生变化,因此在研究桥的当前工作状态时,必须依照现场测试结果,将初始模型修正为符合现阶段实际情况的有限元模型。本文以黄河胜利大桥为工程背景,根据设计资料建立了该桥初始有限元模型,用ANSYS通用软件开发了索力修正程序,该程序通过调整拉索的初始应变和附加质量块,使模型索力与设计索力之间误差在5％以内。计算发现,有限元模型中的施工顺序对成桥状态有着很大影响,应通过单元生死技术进行施工模拟。本文以各级加载工况下挠度、索力的变化情况作为控制目标,最终建立了能够反映加载工况下挠度变化、索力变化的黄河胜利大桥基准有限元模型,为今后监测桥的索力变化情况进而了解整座桥的工作状态奠定了基础。     

地震动差动作用下大跨度空间网壳结构的反应分析

选取100m跨度的双层柱面网壳结构为研究对象,采用时程分析法,分别进行了结构在单向和三向地震行波输入作用下的反应分析,并针对多种视波速情况进行了研究,考查了地震动不同输入情况下结构杆件内力的分布特点,对其进行了对比分析,为大跨网壳结构的抗震设计提供了理论依据。研究表明,考虑行波效应会使结构部分构件内力有一定程度的提高,多维地震作用比单维地震作用下结构的杆件内力大。由此得出结论：对于大跨度空间网壳结构,应该进行多维非一致输入下的地震反应分析;为保证抗震安全,应对可能出现的地面视波速进行全面分析。     

Seismic response of single-column bent on pile: evidence of beneficial role of pile and soil inelasticity

While seismic codes do not allow plastic deformation of piles, the Kobe earthquake has shown that limited structural yielding and cracking of piles may not be always detrimental. As a first attempt to investigate the consequences of pile yielding in the response of a pile-column supported bridge structure, this paper explores the soil–pile-bridge pier interaction to seismic loading, with emphasis on structural nonlinearity. The pile–soil interaction is modeled through distributed nonlinear Winkler-type springs and dashpots. Numerical analysis is performed with a constitutive model (Gerolymos and Gazetas 2005a, Soils Found 45(3):147–159, Gerolymos and Gazetas 2005b, Soils Found 45(4):119–132, Gerolymos and Gazetas 2006a, Soil Dyn Earthq Eng 26(5):363–376) materialized in the OpenSees finite element code (Mazzoni et al. 2005, OpenSees command language manual, p 375) which can simulate: the nonlinear behaviour of both pile and soil; the possible separation and gapping between pile and soil; radiation damping; loss of stiffness and strength in pile and soil. The model is applied to the analysis of pile-column supported bridge structures, focusing on the influence of soil compliance, intensity of seismic excitation, pile diameter, above-ground height of the pile, and above or below ground development of plastic hinge, on key performance measures of the pier as is: the displacement (global) and curvature (local) ductility demands and the maximum drift ratio. It is shown that kinematic expressions for performance measure parameters may lead to erroneous results when soil-structure interaction is considered.     

小湾拱坝坝基开挖卸荷松弛效应的有限元分析

针对小湾拱坝坝基开挖中出现的卸荷松弛问题,采用三维非线性有限元法对卸荷松弛效应进行了评价。通过松弛方案与未松弛方案计算,对小湾拱坝的应力和位移、屈服区分布以及坝基浅部关键截面的抗剪安全度、点安全度等方面进行了比较分析。研究结果表明,建基面地基松弛后,主要影响低高程局部区域的变形和应力,对拱坝整体变形和应力分布的影响很小;地基松弛后,拱冠梁建基面（953 m高程）坝踵处第一主应力有所增大,坝趾处第三主应力有所减小;拱冠处梁的作用减弱,拱冠梁处距坝踵20 m范围的点安全系数也略有降低;原设计方案在未松弛情况下基本可以满足《混凝土拱坝设计规范》关于建基面抗剪（断）安全系数的要求;坝基松弛后,抗剪（断）安全系数降低明显,与规范规定的要求相差较大,需采取适当的工程措施。该研究成果已为设计决策提供了依据。     

考虑时变影响的拱坝坝肩空间变形场预测

坝肩变形是拱坝坝肩稳定状态的综合反映,在运行期呈小变形变化,监测点测值在空间上具有连续性,同时影响拱坝坝肩变形的各种因素具有时变性。通过融合统计回归和多层递阶方法的特点,建立了反映变形场空间和时变特性的空间时变分析模型。实例分析表明,该模型实用有效,预测精度高。考虑时变影响可以提高拱坝坝肩空间变形场的预测能力,对监控拱坝坝肩的实际工作状况有重要意义。     

浅埋暗挖隧道开挖进尺的计算方法探讨

浅埋暗挖隧道施工过程中,合理确定开挖进尺的大小至关重要,开挖进尺过小,则开挖工期延长,临时支护增加;开挖进尺过大,易引起隧道上覆土层不稳定,甚至塌方。从普氏平衡拱理论和太沙基松散介质理论出发,推导了开挖进尺的计算公式,并结合工程实例进行了分析。结果表明,所推公式具有合理性。