大型地下立交動態(tài)施工過程3D有限元分析

某鋼吊箱施工過程有限元分析

鋼吊箱圍堰是高樁承臺施工的最重要的施工階段之一,為了確保其安全性,需對鋼吊箱施工過程的力學(xué)性能進行全面分析。根據(jù)崇啟長江大橋主墩鋼吊箱的施工工藝過程,首先分析了鋼吊箱施工過程需要考慮的各種計算工況,然后通過ansys軟件建立對應(yīng)的有限元模型,對鋼吊箱在各種施工工況下的力學(xué)性能進行了分析,給出了在各工況下鋼吊箱的受力特性。分析表明:鋼吊箱整體設(shè)計合理,在各個施工工況,整體應(yīng)力水平較低,結(jié)構(gòu)安全可靠,抽水工況為最不利工況。該分析結(jié)果對以后鋼吊箱設(shè)計與施工具有指導(dǎo)意義。

對于淺埋偏壓連拱隧道洞口軟弱圍巖段,采用三導(dǎo)洞配合臺階法施工是可行的。其施工順序采用先淺埋一側(cè)隧道再深埋一側(cè)隧道。在施工過程中,中墻不會因為地表的偏壓和不對稱施工而產(chǎn)生過大變形,從而影響中墻的穩(wěn)定性。在施工中及時施作初期支護有利于控制圍巖變形,進而滿足圍巖穩(wěn)定和施工安全。當(dāng)?shù)匦屋^低一側(cè)埋深較淺時,應(yīng)采用人工回填土的方式來增大覆蓋層厚度,以便滿足隧道進洞的最小埋深,同時應(yīng)采用管棚加固圍巖。

通過采用ansys有限元軟件建立含有緯向、經(jīng)向配筋率下的球形煤倉有限元模型,確定采用充氣膜法成形的球形煤倉施工過程中混凝土噴涂的最優(yōu)參數(shù),采用生死單元技術(shù)對球形煤倉進行模擬,分析球倉在施工過程中的應(yīng)力分布規(guī)律及變形特征。結(jié)果表明:施工過程中的3種主要建造材料,即薄膜、泡沫及鋼筋混凝土材料,其最大應(yīng)力均小于其許用應(yīng)力;膜材在施工過程中是穩(wěn)定的;泡沫施工完成后引起膜材應(yīng)力降低,泡沫起到了一定的支撐作用;球倉位移主要受施工氣壓的影響,需進行嚴(yán)格控制,避免過大的位移影響。

用有限元方法對某拱橋施工過程中的拱架承載力及拱架倒拆進行了分析計算,并根據(jù)計算結(jié)果提出了建議及改進方法,供類似工程參考借鑒。

盾構(gòu)隧道開挖過程中周圍土體應(yīng)力重分布以及襯砌結(jié)構(gòu)與土體相互作用,是盾構(gòu)施工過程中地層擾動的內(nèi)在原因,是有限元分析的關(guān)鍵因素,本文針對軟土地區(qū)的特點,利用大型通用有限元軟件abaqus對盾構(gòu)隧道施工過程進行了有限元模擬,并通過一實際問題的計算表明本文所用的計算方法是有效可行的

第30卷　第6期太　原　理　工　大　學(xué)　學(xué)　報vol130　no16 1999年11月journaloftaiyuanuniversityoftechnologynov.1999 　　文章編號　100729432(1999)0620633205 軟基大型涵洞襯砌結(jié)構(gòu)有限元分析 孫建生 ① (太原理工大學(xué)建筑與環(huán)境工程學(xué)院) 摘　要　模擬填筑分層加載過程,采用非線性填筑土體與襯砌結(jié)構(gòu)聯(lián)合作用的有限元方法,確 定涵洞襯砌周邊土體壓力及其分布規(guī)律,并進行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算。 關(guān)鍵詞　填土壓力;涵洞襯砌;有限元分析 中圖分類號　tv311;tv65212　　　文獻標(biāo)識碼　a 0　引　言 軟基上填埋式涵洞襯砌結(jié)構(gòu)計算,在水利工程 中是經(jīng)常遇到的工程問題。通常采用結(jié)構(gòu)力學(xué)及彈 性

舊路拓寬全過程三維有限元分析——舊路拓寬是西部山區(qū)高等級公路建設(shè)中的重要課題。運用巖土工程專業(yè)軟件包plaxis3dtunnel，對舊路拓寬進行了全過程的三維彈塑性有限元數(shù)值模擬，包括新路基的填筑，路面各結(jié)構(gòu)層的鋪筑及輪載最不利位置的施加等，重點分析了新...

考慮注漿過程的后壓漿樁有限元分析——影響后壓漿樁極限承載力的因素很多，在對其進行定性分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用球形孔擴張理論，通過在簡化模型的樁土界面上施加初始應(yīng)力場的方法，來模擬壓力注漿對樁端極限承載力產(chǎn)生的影響。并采用相同方法建立有限元模型，對不...

cfrp索斜拉橋動態(tài)特性的有限元分析及動態(tài)試驗——介紹了國內(nèi)首座cfrp索斜拉橋的工程概況;建立了該橋的三維空間梁殼桿系有限元動態(tài)分析模型,進行了結(jié)構(gòu)動態(tài)特性有限元分析;進行了環(huán)境激勵下國內(nèi)首座cfrp索斜拉橋結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的測試,結(jié)合試驗結(jié)果對國內(nèi)首座cfrp索...

斜交框構(gòu)橋開裂的有限元分析——從理論上對裂縫產(chǎn)生的原因進行了分析，并結(jié)合京九線項目中某個工點框構(gòu)橋，采用有限元分析軟件sap對框構(gòu)橋進行整體建模計算分析，得出了框構(gòu)橋各板體的受力特點，并提出了對應(yīng)受力特點進行配筋補強的方法。

斜交拱涵異形拱圈有限元分析——以4米跨徑為例。對不同斜交角度和支承長度的異形拱圈進行有限元計算。通過分析其受力和變形特點，發(fā)現(xiàn)各參數(shù)對拱圈受力性能的影響具有相似的規(guī)律。且當(dāng)短邊支承長度接近拱圈外徑時，不同斜交角度的異形拱圈的受力性能和變形趨于...

運用非線性有限元法,采用三維殼單元shell93和空間梁單元beam18,利用耦合和約束理論,在ansys中建立金屬軟管的有限元模型,對金屬軟管進行動態(tài)有限元分析(包括模態(tài)分析和瞬態(tài)分析),得到金屬軟管的任意階固有頻率,振型以及位移-時間曲線,并將分析結(jié)果與試驗結(jié)果進行比較,證明了有限元建模及其分析結(jié)果的正確性,為金屬軟管的力學(xué)性能和設(shè)計分析尤其在防止共振方面的研究提供了參考。

在有限元計算中,為了保證網(wǎng)格劃分的合理性,提高計算的精度,結(jié)合自主研發(fā)的結(jié)構(gòu)分析軟件系統(tǒng)sass,提出了一種生成曲邊有限元網(wǎng)格的有效方法,以變比例的方式綜合考慮大單元各邊節(jié)點對內(nèi)部各對應(yīng)點坐標(biāo)的影響.對某公路隧道橫截面建立了平面應(yīng)變狀態(tài)下的有限元模型,考慮沖擊荷載在不同速度和作用時間的影響下,對其進行動位移、速度和加速度的分析.結(jié)果表明:在相同的沖擊速度下,沖擊荷載作用時間越長,引起隧道壁上的最大位移值越小;當(dāng)沖擊荷載作用時間相同時,在不同沖擊速度下,同一點到達各自最大位移值的時刻相同;在沖擊荷載的速度和作用時間相同的情況下,各控制點位移、速度和加速度都呈同步周期性變化.

有限元分析中的擬協(xié)調(diào)元法——自六十年代以來，人們發(fā)現(xiàn)有限元法只不過是把ritz法應(yīng)用于分段的試探函數(shù)而已。但隨之而來的是在單元之間出現(xiàn)函數(shù)的連續(xù)性被削弱的矛盾。這個被稱為“協(xié)調(diào)”的問題，涉及到能否正確地建立板單元和殼單元（它們的微分方程具有高于二...

對金麗溫高速公路里東隧道溫州端40m洞口段的連拱隧道進行施工全過程三維數(shù)值模擬分析。分析結(jié)果表明:連拱隧道施工的影響范圍主要是本側(cè)掌子面前方8m和拱頂豎直方向6m的圍巖區(qū)域;在較低類別圍巖中,為保證掌子面的穩(wěn)定,應(yīng)采用留核心土的施工方法;為防止施工階段中墻的傾覆和偏轉(zhuǎn),兩側(cè)主洞的開挖距離至少應(yīng)保持4個完整的施工循環(huán);工程的支護體系在施工階段具有足夠的安全度,在施工結(jié)束后仍有一定的安全儲備。

鋼吊箱圍堰是高樁承臺施工最重要的施工階段之一,為確保其安全性,需對鋼吊箱施工過程的力學(xué)性能進行全面分析,分析鋼吊箱施工過程需考慮的各種計算工況,通過ansys軟件建立有限元模型,并對鋼吊箱在各種施工工況下的力學(xué)性能進行分析。結(jié)果表明:鋼吊箱結(jié)構(gòu)整體構(gòu)造合理,應(yīng)力和位移均滿足規(guī)范要求。建議抽水階段在低潮位下進行,而澆筑第一層承臺工況盡量選擇在高潮位下進行。

d型施工便梁的最大優(yōu)點是在不中斷車輛運行的情況下,可利用它進行橋涵的施工,但有時由于受線間距的限制,需要對便梁進行改造設(shè)計。通過對既有施工便梁上牛腿s12進行更換,換裝成s3構(gòu)件,實現(xiàn)了鋼軌頂?shù)绞┕ち喉斁嚯x減小,滿足了鐵路建筑限界的要求;為了滿足改造后便梁結(jié)構(gòu)剛度及穩(wěn)定性要求,特在縱梁兩端、l/4、l/2、3l/4處增加5道橫梁;采取縮短橫梁長度的方法以改善受力。通過建立便梁空間有限元模型進行分析,結(jié)果表明,改造后的d型施工便梁結(jié)構(gòu)能夠滿足重載列車通過時強度、剛度和穩(wěn)定性的要求。

以vmc850立式加工中心的立柱作為研究對象,采用三維設(shè)計軟件solidworks建立立柱的三維實體模型,導(dǎo)入有限元軟件ansys中進行立柱的靜態(tài)分析,從而驗證了目前立柱結(jié)構(gòu)能夠滿足機床的整機精度要求,并提出對立柱精度影響最大的因素,為后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計工作提供了可靠的理論依據(jù)。

以上海地區(qū)某深基坑工程項目施工為背景,采用有限元方法對基坑開挖施工過程中的不同工序進行仿真模擬和分析。通過對比基坑土體變形、有效應(yīng)力、地下水滲流分布情況及地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁等圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形的變化,發(fā)現(xiàn)在深基坑開挖降水的最終施工階段時地下水滲流趨于穩(wěn)定,以開挖區(qū)域滲流最為敏感。同時,該圍護結(jié)構(gòu)最大變形滿足基坑設(shè)計規(guī)范的變形控制要求,觀測其施工階段荷載位移曲線斜率,也表明結(jié)構(gòu)在施工最終階段依然保持穩(wěn)定狀態(tài)。分析結(jié)論給實際工程的深基坑開挖施工提供了寶貴的理論指導(dǎo)意見,給基坑安全施工、圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了較好的理論依據(jù)。

聚丙烯纖維噴混凝土作為隧道錨噴支護中的新型支護方式,具有施工便捷特點,并可以改善混凝土的性能和耐久性。文章采用非線性有限元法對東巨寺溝硬質(zhì)圍巖鐵路隧道進行了大斷面開挖-錨噴支護施工全過程分析,分析了施工過程中圍巖的位移變形、應(yīng)力、塑性區(qū)分布特征,驗證了隧道支護后的圍巖穩(wěn)定性和支護效果。

徐（州）明（光）高速公路安徽段新汴河大橋主橋a部分上部為跨徑60m下承式鋼管－混凝土桁架組合梁，該橋梁建筑高度低、結(jié)構(gòu)新穎且工程造價低，為國內(nèi)首次應(yīng)用的橋梁結(jié)構(gòu)型式。施工方案為：搭設(shè)碗扣式鋼管腳手架及鋼管桁架拼裝支架，鋼管桁架各節(jié)段拼裝并焊接完后澆筑橋面系及下弦桿混凝土，張拉下弦桿及中（端）橫梁預(yù)應(yīng)力鋼束，最后灌注鋼管內(nèi)混凝土。通過對該橋梁施工過程的各工況進行有限元模擬，從變形分析結(jié)果確定了施工預(yù)拱度值；從應(yīng)力分析結(jié)果表明在整個施工過程中，橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力均小于容許值，施工過程處于安全狀態(tài)。從而說明該施工方案可以保證橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形均滿足設(shè)計要求，是一種安全、合理的施工方案。