蔡恒
- 作品数：9 被引量：28H指数：3
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- 基于势能原理的薄壁曲线箱梁振动分析
- 薄壁曲线箱梁空间受力复杂，为了研究薄壁曲线箱梁在动荷载作用下的剪力滞效应，在箱梁的翼板纵向位移中引入剪滞翘曲位移函数，分别建立曲线箱梁应变势能、振动动能以及外荷载势能表达式，基于能量变分原理和Hamilton 原理演引了...
- 蔡恒卢海林杨宏印彭腾飞
- 关键词：薄壁曲线箱梁剪力滞动力分析势能原理有限元
- 动荷载作用下曲线箱梁剪力滞理论分析与试验研究
- 在桥梁结构中，薄壁箱型梁是一种常见的结构形式，而剪力滞效应是箱梁薄壁受力最典型的特征。大量的研究表明剪力滞效应不仅会引起梁体局部应力集中，造成开裂，还会削弱弯梁的刚度，导致跨中挠度增大，影响了结构的安全性和耐久性。 目...
- 蔡恒
- 关键词：曲线箱梁剪力滞动荷载地震响应
- 多室连续曲线箱梁剪滞效应地震反应分析被引量：1
- 2016年
- 采用三维有限元数值仿真技术对曲线箱梁进行模态分析和地震动作用下时程分析以探讨多室连续曲线箱梁自振特性和剪力滞效应。分别建立单箱单室和单箱双室多跨连续梁空间板壳有限元模型,研究箱室数和曲率角对曲线箱梁自振频率的影响,在此基础上,对单箱双室连续曲线箱梁输入天津波以分析剪滞系数沿纵、横向分布规律。结果表明:箱室数和曲率角对自振频率影响较大,前5阶自振频率随着箱室数增加在增大,随着曲率角增加,自振频率一直在减小,且不同模型的结构前3阶振型特征各不相同;受地震动激励,多室箱梁翼板剪力滞效应显著,沿横向,剪滞系数在顶板与腹板交界处形成峰值,剪滞系数高达2.505,沿纵向,中间支座截面剪力滞效应较跨中截面严重;通过定义宽径比为主要变量,采用最小二乘法对剪滞系数进行回归分析,提出计算剪滞系数峰值的经验公式,与有限元误差不足2%,满足精度要求;
- 卢海林蔡恒汤正
- 关键词：多室箱梁剪滞效应地震作用经验公式
- 移动荷载作用下薄壁曲线箱梁剪力滞效应分析被引量：9
- 2016年
- 采用有限元法研究了移动荷载作用下曲线箱梁剪力滞效应及主要结构参数对剪力滞效应的影响。结合曲线箱梁设计参数合理取值范围,通过建立不同腹板宽度、不同曲率半径下的曲线箱梁空间板壳有限元模型,对简支曲线箱梁剪力滞效应进行参数化分析,得到了荷载运动到跨中截面时跨中顶板应力分布及内外侧剪力滞系数变化规律。根据分析结果,利用最小二乘法提出了计算曲线箱梁剪力滞系数经验公式。分析结果表明:在移动荷载作用下,动剪力滞系数峰值出现在顶板与腹板交界处,最大值接近1.6,剪力滞效应严重;腹板宽度和曲率半径对箱梁剪力滞效应的影响十分明显,二者相互影响;外侧结点剪力滞系数峰值大于内侧;腹板宽度的增大和曲率半径的减小使外侧结点剪力滞效应更加显著,在车辆荷载作用下箱梁外侧部分更易遭到破坏。经验公式的计算结果与有限元分析结果相对误差为3.27%,满足工程计算要求。
- 卢海林蔡恒汤正
- 关键词：移动荷载曲线箱梁剪力滞效应
- 考虑剪力滞效应的曲线箱梁自振特性研究被引量：9
- 2016年
- 通过假设曲线箱梁翼板纵向位移函数,分别建立了曲线箱梁形变势能和振动动能表达式。综合运用能量变分法和哈密顿原理推导出了曲线箱梁受弯、扭、剪力滞耦合作用的自由振动微分方程,由位移场函数对简支曲线箱梁一阶竖向弯曲频率进行了近似求解,获得了自振频率显示解。然后将理论计算值与ANSYS有限元数值解相比较,误差仅为0.37%,二者吻合良好,证明了理论公式推导的正确性。在此基础上重点研究了剪力滞效应对曲线箱梁自振频率的影响,分析结果表明:剪力滞效应削弱了弯梁的刚度,降低了结构的自振频率,剪力滞效应对弯梁刚度的削弱程度主要取决于宽跨比,当宽跨比由0.15增大到0.4的过程中,曲线箱梁刚度的削弱程度由2.05%增大到12.8%。实际工程中,对于多室箱梁和扁平箱梁,应充分考虑剪力滞效应对自振频率的不利影响。
- 蔡恒卢海林汤正
- 关键词：剪力滞曲线箱梁自振频率宽跨比
- 荷载列作用下曲线箱梁剪力滞空间有限元分析被引量：3
- 2018年
- 采用三维有限元仿真技术研究了车辆荷载作用下某城市立交匝道箱梁剪力滞效应。基于ANSYS程序建立钢筋混凝土曲线箱梁空间实体有限元模型,荷载分别考虑2种不同的作用位置和3种不同的移动速度(v=10 m/s、15 m/s、20 m/s),得到了荷载分别沿着内道与外道移动到跨中截面时剪力滞效应分布规律。结果表明:车辆荷载作用下,曲线箱梁翼板剪力滞效应显著,剪滞系数峰值高达3.0;荷载速度和荷载作用位置对曲线箱梁剪力滞效应均有影响,荷载速度对曲线箱梁剪力滞效应较为显著;保持荷载速度不变,荷载作用于内道时曲线箱梁剪力滞效应比荷载作用于外道时更明显。
- 卢海林严若愚蔡恒汤正
- 关键词：车辆荷载曲线箱梁剪力滞效应有限元
- 悬臂曲线箱梁负剪力滞效应被引量：3
- 2017年
- 为研究悬臂曲线箱梁负剪力滞效应,本文基于能量原理,推导了悬臂箱梁剪力滞计算公式,经与ANSYS有限元结果相比较,吻合良好,在此基础上采用有限元程序分析了腹板间距、悬臂板宽度、曲率半径、箱梁高度和厚度对其负剪力滞效应的影响。结果表明:(1)在均布荷载作用下,沿全跨纵向,悬臂曲线箱梁呈现出明显的正、负剪力滞效应,负剪力滞在l/6处出现极值,正剪力滞在悬臂梁根部最显著;(2)与直线梁相比,曲线梁考虑曲率的影响,加剧了正、负剪力滞应力分布的不均衡性;(3)内侧腹板与顶板相接处节点易出现剪滞效应惰性区,而外腹板与顶板相接处节点均未出现惰性区,但有相同的正、负剪力滞临界点;(4)腹板间距和悬臂板宽度对负剪力滞影响较大,曲率半径、箱梁高度和厚度对负剪力滞效应有一定的影响。
- 卢海林蔡恒杨宏印汤正
- 关键词：曲线箱梁有限元
- 静动荷载作用下简支预应力混凝土曲线箱梁剪力滞效应分析被引量：2
- 2016年
- 选择集中荷载与均布荷载作为静荷载,地震作用与行车荷载作为动荷载,建立曲线箱梁三维空间实体有限元模型.通过静力分析和动荷载作用下时程反应分析,研究跨中截面顶板剪力滞系数变化规律.结果表明：在静动两种荷载作用下,剪力滞系数的最大值都出现在顶板与腹板交界处;在两种静荷载的作用下,剪力滞效应仅在顶板与腹板交界处明显,其它区域微弱,并且剪力滞系数不随荷载值的变化而变化;在天津波作用下,顶板各节点剪力滞系数在0.978~1.045之间,剪力滞效应不明显;在EL Centro波作用下,剪力滞效应明显,各节点剪力滞系数在0.065~4.12之间变化;在行车荷载作用下,剪力滞效应比较明显,剪力滞系数在0.42~2.08之间变化,外侧剪力滞系数峰值明显大于内侧,且剪力滞系数随着车速的增加而增加.
- 卢海林张山万崇勇王琛蔡恒
- 关键词：剪力滞效应曲线箱梁预应力混凝土
- 基于板壳有限元理论的薄壁箱梁剪力滞效应被引量：6
- 2017年
- 为了分析计算薄壁箱梁剪力滞效应,直接从壳体结构特点出发,由8节点曲边四边形膜单元和基于Reinssner中厚板理论的弯曲单元推导考虑剪切闭锁效应的薄壁箱梁空间壳单元刚度矩阵及相应的刚度方程,并在MATLAB上编制相应的计算程序。通过数值算例,将理论计算值与ANSYS有限元结果,模型试验的实测值进行比较,三者吻合良好,验证了理论公式推导的正确性与可靠性。本文采用8节点的等参单元和二次型位移场形函数,不仅适用于计算直线箱梁,也适用于曲线箱梁,因而更具有普遍性。最后,从平衡微分方程的角度解释剪力滞产生的真正原因,不仅仅是由于剪应力沿横向分布不均匀,其本质更在于剪应力沿横向不均匀变化。
- 蔡恒卢海林汤正
- 关键词：薄壁箱梁剪力滞剪切闭锁
