交通部西部交通建设科技项目(200831822343)
- 作品数：12 被引量：63H指数：5
- 相关作者：彭卫兵张劲泉熊志洪潘晓东史贤豪更多>>
- 相关机构：浙江工业大学清华大学交通部公路科学研究院更多>>
- 发文基金：交通部西部交通建设科技项目国家自然科学基金长江学者和创新团队发展计划更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程更多>>
- 超高车辆-桥梁上部结构撞击力的工程计算方法被引量：15
- 2011年
- 为了弥补中国在超高车辆撞击桥梁上部结构领域研究的不足,完善其工程设计方法,在超高车辆撞击桥梁上部结构的事故案例调查和精细化有限元分析的基础上,提出了超高车辆-桥梁上部结构撞击的简化计算模型,建立了简化模型的微分方程组,利用数值试验的方法确定了简化模型中的部分参数,从而得出简化计算模型的撞击荷载;为了满足工程设计的需要,在简化模型的基础上提出了形式简单的撞击力设计公式,以表格的形式给出了设计公式中基本参数的主要取值,并将简化模型和设计公式的计算结果与有限元结果进行了比较。结果表明:根据简化模型和设计公式计算得到的撞击荷载与精细有限元模型的计算结果吻合较好,且偏于安全,可为工程设计提供参考。
- 陆新征卢啸张炎圣何水涛
- 关键词：桥梁工程桥梁上部结构简化模型撞击力超高车辆
- 基于OpenSEES的圬工拱桥内力分析及倒塌过程模拟被引量：8
- 2013年
- 该文采用截面内力积分程序,研究某圬工拱桥精细化实体单元有限元模型在左桥台施加不同水平向位移的工况下,主拱圈和拱脚的关键截面轴力、剪力和弯矩的分布和发展趋势,并根据该趋势预测圬工拱桥的倒塌顺序,得出随着圬工拱桥桥台的滑移,离滑移端最近的拱圈受力最不利;其次,利用OpenSEES作为桥梁渐进倒塌破坏分析的求解内核,对大应变TLFD8nBrick单元进行二次开发,开发了相应的3D实体单元及几何非线性动力分析方法,并以应变作为单元的失效准则,通过单元生死技术模拟圬工拱桥的损伤破坏,实现拱桥的渐进式垮塌模拟,倒塌顺序与内力分析预测结果一致。结果表明:对不同工况下桥梁关键截面的内力发展情况进行研究,可有效的揭示圬工拱桥垮塌机理;其次,针对OpenSEES中的大应变单元进行二次开发,能准确模拟桥梁构件渐进破坏过程;最后采用3D图形动画可直观显示桥梁渐进倒塌过程。
- 彭卫兵熊志洪潘晓东赵麒麟
- 关键词：圬工拱桥OPENSEES
- 钢管混凝土叠合柱施工偏差对极限承载力的影响被引量：5
- 2013年
- 钢管混凝土叠合柱高墩在施工过程中模板或钢管安装发生偏差容易导致极限承载力下降,然而采用传统的线弹性分析方法常不能有效的计算该部分下降.为更加准确的模拟施工偏差对钢管混凝土承载能力的影响,采用ABAQUS及其非线性梁板单元,充分考虑几何非线性和材料非线性,通过线弹性屈曲和非线性后屈曲分析计算,详细研究了施工偏差对钢管混凝土叠合柱桥墩极限承载力所产生的影响.结果表明:随着钢管混凝土叠合柱桥墩顶部偏移值的增大,其极限承载力也在逐步减小,说明施工偏差导致整个钢管叠合柱桥墩发生弯曲之后,极大地降低了桥墩的极限承载力.该承载力的下降呈现显著的几何非线性,荷载和施工偏差存在二阶效应,所以在实际施工过程中,要严格控制钢管安装时的误差.
- 彭卫兵史贤豪刘萌成潘晓东熊志洪
- 关键词：极限承载力钢管混凝土叠合柱
- 基于图像连通域的桥梁裂缝提取方法被引量：15
- 2011年
- 裂缝是水泥混凝土桥梁的一种常见病害形式,基于图像的桥梁裂缝病害检测是实现桥梁数字化无损检测的一项新技术。为此,提出了一种基于图像连通域的桥梁裂缝提取方法,以实现从桥梁图像上准确识别裂缝,并提取其特征参数。针对水泥混凝土桥梁图像采集时,施工接缝、光照、污损、抖动等因素造成的干扰,主要分3个步骤实现裂缝目标的提取:(1)对所采集的经过去模糊处理的桥梁图像进行特征分析;(2)根据像素灰度对比提取疑似裂缝信息;(3)利用连通域度量去除虚假裂缝,保留真实裂缝信息。通过对大量的桥梁图片进行测试,结果表明,该方法能实现桥梁真实裂缝特征的提取,具有较强的鲁棒性和实用性。
- 于泳波李万恒张劲泉聂建国
- 关键词：桥梁工程桥梁无损检测
- 基于线激光的桥梁表面破损三维检测方法被引量：1
- 2011年
- 桥梁构件表面破损三维参数的测量及描述是桥梁检测过程中经常要遇到的技术难题,通过常规检测方法难以实现。但在结构激光辅助下,可以将三维测量转换为二维断面内的测量。在分析其他行业三维测量技术应用的基础上,提出了基于线激光的桥梁表面破损三维参数测量方法。同时,采用数字成像及模式识别技术测量线变形参数,并对反演桥梁构件表面破损三维参数的过程进行了剖析,给出了计算公式的推导过程。通过试验,验证了此方法的可行性。
- 于泳波李万恒张劲泉聂建国
- 关键词：桥梁工程
- 基于实体单元的桥梁截面内力计算研究被引量：6
- 2012年
- 系统研究可用于桥梁设计和桥梁倒塌过程分析的控制截面内力计算方法,该方法主要包括以下三个方面:首先研究有限元实体模型的截面剖分算法,提出并分析比较分块索引及相邻单元优先等算法的优劣;其次,在得到截面应力或截面节点力的基础上,进一步研究基于截面应力分布和截面节点力计算截面内力的方法;最后,分别在悬臂梁和圬工拱桥中对采用VS.NET及C#开发的截面内力计算系统进行了应用和验证,并分析圬工拱桥倒塌过程的内力发展。研究结果表明,分块索引相邻单元优先算法进行截面内力计算具有迭代次数少且计算速度快等特点;另外,采用等效节点力计算截面内力具有误差小、效率高和适用范围广等优点,可为桥梁抗倒塌研究提供有效的工具。
- 彭卫兵赵麒麟潘晓东熊志洪
- 关键词：内力计算
- 基于OpenSees大应变单元的拱桥倒塌过程模拟被引量：2
- 2014年
- 系统研究了基于OpenSees的圬工拱桥倒塌过程模拟,包括以下内容:①比较了小应变单元和大应变单元在桥梁倒塌模拟应用中的优劣;②通过添加质量矩阵,二次开发了TLFD8nBrick单元,并验证了其在动力计算中的正确性;③采用TLFD8nBrick单元,完成了堤溪沱江大桥倒塌过程模拟;④研究了基于OpenSees的倒塌过程有限元分析的计算结果和单元生死显示后处理技术。研究结果表明:①采用小应变单元会导致计算结果失真,无法模拟倒塌过程中的几何非线性问题;②经过二次开发后的TLFD8nBrick单元可用于结构动力计算,能实现桥梁结构的倒塌过程模拟;③用C#和VS.net 2005开发的有限元程序计算结果与Abaqus基本一致,以云图显示效率较高;④单元生死显示模块可以动态地展现桥梁倒塌过程,为事故原因分析提供技术支持。
- 彭卫兵史贤豪王毅谢波
- 关键词：OPENSEES动力计算
- 桥梁倒塌分析有限元后处理关键技术被引量：2
- 2013年
- 为辅助桥梁倒塌事故责任鉴定,系统研究了桥梁倒塌过程分析有限元后处理相关关键技术,具体包括以下内容:(1)设计了基于面向对象思想自主开发的有限元后处理程序总体架构;(2)研究并编程实现了大文件分块读取、单元生死显示等后处理关键技术;(3)在简化处理总体应力磨平方法的基础上,研究了实体单元高斯点应力外推节点应力算法;(4)用C#和VS.net 2005开发了有限元计算结果及重要性评价云图显示程序;(5)分别在双跨石拱桥模型、悬臂箱梁模型和堤溪沱江大桥倒塌过程分析中对上述后处理关键技术进行了应用和验证。研究结果表明:(1)用开发的后处理系统进行有限元后处理计算是可行的,其结果与Abaqus和SM-Solver计算结果基本一致;(2)采用分块读取有限元计算结果大文件可以有效提高桥梁倒塌过程显示的流畅性;(3)单元生死显示模块可以动态地展现桥梁倒塌过程,为事故原因分析提供技术支持。
- 彭卫兵谢波赵安史贤豪
- 关键词：桥梁工程后处理系统开发单元生死
- 基于有限元分析和虚拟现实技术的桥梁垮塌场景模拟被引量：12
- 2012年
- 为准确、真实、完整的重现桥梁垮塌事故过程,研究了结合有限元垮塌分析和虚拟现实技术的桥梁垮塌场景模拟方法。在MSC.Marc中完成了桥梁垮塌有限元分析。基于该有限元分析数据,设计了桥梁垮塌场景模拟的系统架构,并提出了一套基于图形引擎OpenSceneGraph(OSG)和物理引擎PhysX的桥梁垮塌动画和特效的技术流程,在OSG平台上开发了基于有限元分析数据的桥梁垮塌场景模拟系统。以某石拱桥为例,展示了基于本系统的桥梁垮塌过程以及碎块、烟尘等效果,并与有限元垮塌分析的图形结果进行了对比。结果表明:基于本系统的桥梁垮塌场景模拟具有与有限元模拟相同的准确性,同时更具有真实感和丰富的场景内容。桥梁垮塌场景模拟准确而真实的还原了桥梁垮塌事故场景,可以用于桥梁垮塌事故鉴定辅助分析。
- 许镇任爱珠张劲泉吕建鸣宋建永
- 关键词：桥梁工程石拱桥有限元虚拟现实
- 圬工拱桥重要性系数分布与倒塌模式相关性研究被引量：3
- 2013年
- 系统研究基于广义刚度法的构件重要性评价理论在桥梁结构倒塌过程分析中的应用,具体包括以下内容:①推导基于实体单元高斯点应力计算的单元重要性系数计算公式;②用C#和VS.net 2005编程实现单元重要性系数的计算和显示程序的开发;③采用上述程序研究悬臂梁重要性系数的分布以及在重要性系数最大的单元旁进行加固后结构重要性系数的变化;④进一步研究双跨圬工拱桥在试验荷载作用下的重要性系数分布与倒塌模式的关系,并与试验结构进行对比验证。研究结果表明:①在重要性系数最大的单元处进行加固将有效降低最大结构重要性系数,并能使单元重要性系数分布均匀;②结构重要性系数分布局部峰值对应着破坏时可能出现塑性铰的最大个数,且塑性铰出现的顺序由重要性系数局部峰值高的位置向重要性系数局部峰值低的位置传递;③线弹性计算结构重要性系数局部峰值分布位置与考虑结构材料非线性计算结果一致,但方差更大。
- 彭卫兵史贤豪刘萌成谢波
