国家自然科学基金(50878016)
- 作品数：8 被引量：46H指数：5
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- 基于土-钢共同作用模型的覆土波纹钢板拱桥施工过程受力分析被引量：18
- 2009年
- 通过积分计算波纹钢板截面特性,并利用刚度等效的原则将其简化为平钢板,建立了平面二维土体与结构共同作用模型,计算分析了土体参数对结构受力的影响.采用有限元分析技巧,对一座实际波纹钢板拱桥的施工过程进行了模拟,计算分析了施工过程中关键截面的变形和内力变化规律.计算和分析结果表明,波纹板截面特性的积分算法具有很高的精度,通过刚度等效方法建立的土-钢共同作用模型可以考虑土与结构相互作用.施工过程的模拟结果说明,覆土波纹钢板拱桥施工过程中变形和内力变化较大,施工中应严格分层,对称回填、压实,并应特别注意覆土回填至拱顶附近时的位移和内力变化.
- 刘保东尹航冯芝茂王全录
- 关键词：桥梁工程施工过程力学性能
- 大跨覆土波纹钢板拱桥结构加强措施研究被引量：8
- 2013年
- 由于结构承受回填土压力,随着跨度增加,覆土波纹钢板拱桥的内力增幅较大,有必要对波纹板拱圈采取结构加强措施.基于跨径为16m的圆弧拱桥,采用混凝土复合加强肋方案对拱圈进行加强,分别建立了未加强、拱脚部位加强、沿拱圈环向加强和沿拱圈与横向的双方向加强等4种考虑土结相互作用的三维有限元模型,计算和对比分析了4种情况下结构的受力和变形特点.结果表明,覆土波纹钢板圆弧拱桥应力分布不均匀,对受力最大部位的拱脚采取局部加强措施能够显著改善结构的受力性能;环向加强措施改善了结构受力性能,但结构整体性较差;双向加强措施的改善效果明显,且有利于提高结构的整体性.
- 刘保东李雨株王全录高延奎
- 关键词：大跨径
- 覆土波纹钢板桥涵的结构分析与设计被引量：7
- 2009年
- 简要分析了目前各国相关设计规范中针对覆土波纹钢板桥涵的设计方法及其力学原理,针对国道G207内蒙古桑宝公路段K199+480小桥结构,分别应用各国规范进行了设计,并对设计结果进行了比较和分析。可以看出:各国现行相关规范在设计方法上均采用相对成熟的环向压力理论,并对施工过程的稳定验算给出了具体规定;根据实桥设计结果,各国规范对该埋置结构的设计结果十分接近,相对于压应力、屈曲应力、连接强度的验算,施工过程要求的板厚较大。建议中国相关规范的制定中对结构计算采用相对成熟的环向压力理论,在施工过程的检算中借鉴加拿大公路桥梁设计规范的方法,加强对施工阶段的检算。
- 冯芝茂刘保东王全录
- 关键词：桥梁工程
- 覆土波纹钢板拱桥施工过程的受力分析被引量：11
- 2010年
- 基于一座实际的覆土波纹钢板拱桥,利用有限元方法建立了三维空间受力分析模型,采用现行公路规范的方法计算了不同覆土施工阶段的土压力荷载,对该桥覆土的施工过程进行了模拟,计算分析了覆土回填过程中关键截面变形和内力的变化规律。计算和分析结果表明,波纹钢板拱桥的各关键截面变形和内力随覆土回填过程发生较大变化,覆土初期拱两侧受到填土压力的挤压而下挠,同时拱顶处出现了反拱现象,且随覆土高度的增加拱顶处反拱逐渐增大,各截面的应力也均逐渐增大;覆土回填至拱顶之后,随覆土高度的增加拱顶处的反拱逐渐减小,同时拱顶拉应力也明显减小,整个拱圈趋于受压状态。因此,施工中应严格分层对称回填、压实,并应特别注意覆土回填至拱顶附近时结构的位移和应力变化。
- 刘保东尹航王元丰王全录
- 关键词：桥梁工程受力性能有限元分析
- 拱脚变位对覆土波纹钢板拱桥受力性能的影响被引量：4
- 2012年
- 结合内蒙某实际桥梁参数,利用有限元软件建立了考虑土与波纹钢板相互作用的二维平面应变模型,通过对模型施加强制位移,计算分析了10种不同拱脚变位工况下结构的受力和变形的变化规律.拱脚发生水平位移时对结构受力性能的影响比拱脚发生竖向沉降时大,拱脚水平位移造成结构位移增大,拱圈应力由受压转为受拉;拱脚不均匀沉降对结构的影响较均匀沉降大;特别是拱脚同时发生不对称的竖向和水平位移使结构位移显著增加,拱圈两侧拉压应力数值都明显增大.拱脚变位还会造成拱脚反力变化,特别是不均匀拱脚变位时会出现反力方向变号.尽管覆土波纹钢板拱桥变形适应能力较强,但在设计和施工中也应采取措施,避免和减小基础的变位.
- 刘保东杨成栋周可哥
- 关键词：有限元分析受力性能
- 覆土波纹钢板桥涵自振特性试验及分析被引量：2
- 2014年
- 依托等跨度的低弧拱和高弧拱两种线形的覆土波纹钢板桥涵模型,分阶段测试从裸拱状态到覆土回填夯实完毕整个过程的结构自振特性变化.试验分析结果表明:随覆土高度的增加,结构自振频率逐渐下降;在覆土回填至拱顶以前,结构自振频率下降缓慢,覆土高过拱顶以后,结构的自振频率下降较快;覆土回填夯实结束后,两种线形结构的自振频率十分接近.此类结构的自振特性受回填土影响显著,埋置较深时,结构的振动性态趋向于与周围土层结合成一个整体系统.
- 刘保东刘宗敏张孟东杨成栋
- 关键词：自振特性自振频率
- 埋置波纹钢板管涵刚度对其受力性能的影响被引量：8
- 2012年
- 为了分析埋置波纹钢板管涵结构的刚柔性及对整体受力性能的影响,建立了考虑土-结相互作用的有限元模型,在其他参数不变的条件下,改变波纹钢板的波形和厚度,分别计算和对比管涵内力、变形及土体变形,分析各种截面类型下波纹钢管涵的刚柔性,并研究各种情况下管涵内力、变形和土体变形分布的特点.结果表明:波纹钢板的截面特性参数改变会导致管涵结构刚柔性的改变;波纹钢板截面刚度的增大,使管涵的变形减小,导致管涵结构受到的土压力增大和管涵的应力增大;应平衡结构的应力和变形,合理选择波纹钢板的截面形式.
- 王全录刘保东李雨株张淼鑫
- 关键词：刚柔性有限元分析
- 回填施工对覆土波纹钢板拱桥受力性能的影响被引量：5
- 2011年
- 根据有限元软件和内蒙古某座拱桥参数,用beam3二维梁单元模拟波纹钢板,用plan42二维实体单元模拟回填土体,建立了考虑回填高度与拱圈相互作用的平面模型,计算了不同回填高度下的拱圈弯矩和轴力,分析了回填高度对拱圈应力和变形的影响。计算结果表明:在对称回填施工过程中,拱圈最大径向绝对位移约为0.9 mm,拱圈最大、最小应力分别约为10-、27 MPa;在不对称回填施工过程中,拱圈最大径向绝对位移约为1.4 mm,拱圈最大、最小应力分别约为12、-18 MPa,且最大径向绝对位移和最大应力均出现在拱圈右侧的1/8跨度附近。在回填施工过程中,应重点监控拱圈右侧1/8跨度附近拱圈的应力和变形。
- 王全录刘保东杨成栋冯丽王元丰
- 关键词：桥梁工程受力性能有限元分析施工控制
