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基于Timoshenko梁的分阶段成形结构平衡方程

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桥梁建设 2015年第5期45卷 24-29页

作者：许磊平秦顺全苑仁安西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

为研究剪切变形对分阶段成形结构的影响,对Timoshenko梁进行单元分析,推导单元的形函数,建立单元的截面曲率、剪切应变与单元位移的关系。选取单元无应力状态为势能计算的起点,利用最小势能原理,建立包含单元无应力状态量的分阶段成形的... 详细信息

为研究剪切变形对分阶段成形结构的影响,对Timoshenko梁进行单元分析,推导单元的形函数,建立单元的截面曲率、剪切应变与单元位移的关系。选取单元无应力状态为势能计算的起点,利用最小势能原理,建立包含单元无应力状态量的分阶段成形的Timoshenko梁结构平衡方程。与欧拉梁相比,增加了单元无应力剪切角作为Timoshenko梁的无应力状态量。编写基于Timoshenko梁的分阶段成形结构计算程序,进行数值分析,结果表明,具有一定的结构体系和外荷载的Timoshenko梁,只要保证各单元的无应力状态量一定,则结构的最终状态是确定的,与施工成形过程无关。

关键词：桥梁工程分阶段成形结构无应力剪切角 Timoshenko梁无应力状态量

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四边形平面应力等参元的无应力状态量研究

武汉大学学报（工学版） 2020年第10期53卷 883-888页

作者：许磊平秦顺全中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

为明确分阶段成形壳结构的成形状态与成形过程之间的关系,对平面应力单元的无应力状态量进行了研究。以四边形平面应力等参元为研究对象,通过几何分析确定了单元无应力状态量包含的独立参数,将弹性总势能计算的起点设在无应力状态,建立... 详细信息

为明确分阶段成形壳结构的成形状态与成形过程之间的关系,对平面应力单元的无应力状态量进行了研究。以四边形平面应力等参元为研究对象,通过几何分析确定了单元无应力状态量包含的独立参数,将弹性总势能计算的起点设在无应力状态,建立了单元的弹性总势能,根据最小势能原理,推导了基于四边形平面应力等参元的分阶段成形结构平衡方程,定义了单元的无应力状态量。基于理论推导编写了求解程序,对分阶段成形平面结构进行了分析,结果表明:对于分阶段成形的壳结构,当结构体系、外荷载及各平面应力单元无应力状态量一定时,结构的成形状态是一定的,与分阶段成形过程无关。

关键词：无应力状态量成形状态平衡方程等参四边形平面应力单元分阶段成形

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超高桥塔结构偏心距增大系数计算方法

桥梁建设 2021年第5期51卷 37-43页

作者：苑仁安傅战工郑清刚许磊平马润平中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

针对采用既有规范经验公式计算超高桥塔偏心距增大系数过于保守的问题,对超高桥塔偏心距增大系数的合理计算方法进行研究。基于稳定屈曲理论,推导基于铰接杆、悬臂杆偏心距增大系数的解析表达式;结合桥塔力学行为和偏心距影响系数α,提... 详细信息

针对采用既有规范经验公式计算超高桥塔偏心距增大系数过于保守的问题,对超高桥塔偏心距增大系数的合理计算方法进行研究。基于稳定屈曲理论,推导基于铰接杆、悬臂杆偏心距增大系数的解析表达式;结合桥塔力学行为和偏心距影响系数α,提出更适用于超高桥塔结构的公式算法。依据桥塔的弹性屈曲模态和施工控制精度,构建了桥塔各节点初始缺陷坐标函数,提出了考虑初始缺陷的偏心距增大系数有限元计算方法。以常泰长江大桥为例,对比有限元算法、所提出的公式算法和规范算法下的偏心距增大系数,结果表明:几何非线性效应是偏心距增大系数的主要影响因素;规范算法数值偏大,过于保守;所提出的公式算法与有限元算法吻合度较高,可用于超高桥塔的设计。

关键词：超大跨度桥梁超高桥塔结构偏心距增大系数稳定屈曲初始缺陷公式算法有限元法

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超大跨度公铁两用悬索桥活载刚度研究

铁道建筑 2021年第3期61卷 5-8,37页

作者：许磊平霍学晋中铁大桥勘测设计院集团有限公司武汉430050

为提高超大跨度公铁两用悬索桥在活载作用下的刚度,对多个影响参数开展了考虑几何非线性的敏感性分析。以高精度的悬链线理论为基础,计算并确定超大跨度公铁两用悬索桥的成桥线形、主缆及吊杆的无应力长度、主缆的分点坐标等数据,建立... 详细信息

为提高超大跨度公铁两用悬索桥在活载作用下的刚度,对多个影响参数开展了考虑几何非线性的敏感性分析。以高精度的悬链线理论为基础,计算并确定超大跨度公铁两用悬索桥的成桥线形、主缆及吊杆的无应力长度、主缆的分点坐标等数据,建立并更新桥梁的空间有限元模型。以活载作用下主跨最大挠度、梁端转角及梁端纵向变形为评价指标,对主跨1560 m结构方案进行活载几何非线性效应多参数影响分析。结果表明:超大跨度公铁两用悬索桥活载几何非线性效应显著,简化的线性方法会放大活载效应,设计不经济,应采用高精度悬链线理论计算活载效应;矢跨比、主塔刚度、边缆跨度及边跨加劲梁长度对悬索桥刚度均有不同程度的影响,在设计中应根据活载效应进行结构优化。

关键词：公铁两用桥梁活载刚度理论分析超大跨度悬索桥几何非线性

基于平面梁单元的分阶段成形结构线形控制方程

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桥梁建设 2017年第4期47卷 42-47页

作者：但启联秦顺全魏凯许磊平西南交通大学桥梁工程系四川成都610031 中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

为探讨分阶段成形结构最终目标线形与无应力状态量的关系,选择目标线形以大地坐标为参照,将外力势定义为外力相对于坐标轴的力势,以单元无应力状态作为起点计算结构总应变能。由势能驻值原理建立结构线形控制方程,该方程根据目标线形可... 详细信息

为探讨分阶段成形结构最终目标线形与无应力状态量的关系,选择目标线形以大地坐标为参照,将外力势定义为外力相对于坐标轴的力势,以单元无应力状态作为起点计算结构总应变能。由势能驻值原理建立结构线形控制方程,该方程根据目标线形可以惟一确定结构中各个单元的无应力状态量,只要保证各个单元按照无应力状态量对应的单元构形进行安装,成形后的线形必将自动逼近目标线形,与具体的成形过程无关。通过数值分析表明,所建立的线形控制方程是准确可靠的,可用于分阶段成形结构的线形控制计算。

关键词：平面梁单元分阶段成形结构线形控制方程无应力状态量无应力构形

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超大跨度公铁两用斜拉桥结构体系研究

桥梁建设 2020年第4期50卷 1-8页

作者：秦顺全苑仁安郑清刚傅战工马润平许磊平中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430050 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为了寻求超大跨度公铁两用斜拉桥结构受力最优的结构体系,以常泰长江大桥主跨1176 m公铁两用斜拉桥为工程背景,在设计中研究了常用结构体系在纵向风荷载、温度荷载、活载、制动力及地震等作用下的结构力学行为。针对超大跨度斜拉桥梁端... 详细信息

为了寻求超大跨度公铁两用斜拉桥结构受力最优的结构体系,以常泰长江大桥主跨1176 m公铁两用斜拉桥为工程背景,在设计中研究了常用结构体系在纵向风荷载、温度荷载、活载、制动力及地震等作用下的结构力学行为。针对超大跨度斜拉桥梁端位移大、桥塔弯矩大等主要问题,基于结构温度变形特征优化纵向荷载传力途径,提出了“温度自适应塔梁约束体系(TARS)”。该体系采用CFRP水平索连接桥塔和主梁上的温度不动点,主梁受到纵向约束的同时不会因温度变化产生较大的结构内力,可大幅降低梁端位移和塔底弯矩。与常用结构体系对比,TARS结构静、动力性能优越。

关键词：常泰长江大桥斜拉桥公路铁路两用桥结构体系温度自适应塔梁约束体系 CFRP水平索

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大型储液罐摩擦摆基底隔震控制分析

世界地震工程 2009年第4期25卷 161-166页

作者：温丽王曙光杜东升许磊平南京工业大学土木工程学院江苏南京210009

针对弹性钢制圆柱储液罐,基于Haroun-Housner模型,将连续流体质量等效为3种集中质量,分别为:对流质量、脉冲质量和刚性质量,与这些集中质量连接的相应刚度取值依赖于储罐壁和流体质量。在水平地震激励下,在储罐底部加摩擦单摆支座,给出... 详细信息

针对弹性钢制圆柱储液罐,基于Haroun-Housner模型,将连续流体质量等效为3种集中质量,分别为:对流质量、脉冲质量和刚性质量,与这些集中质量连接的相应刚度取值依赖于储罐壁和流体质量。在水平地震激励下,在储罐底部加摩擦单摆支座,给出了简化的液体-储罐-隔震支座的力学分析模型,建立了摩擦摆支座基底隔震体系的振动控制方程,并利用Newmark逐步积分法对控制方程进行了数值求解,研究了摩擦摆支座基底隔震的储液罐地震反应,验证了FPB隔震的有效性。

关键词：储液罐流固耦合摩擦单摆支座控制方程地震响应

温度和纵向风荷载组合作用下斜拉桥结构体系研究

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四川建筑 2020年第5期40卷 195-197,203页

作者：邓鹏梅大鹏许磊平苑仁安西南交通大学土木工程学院四川成都610031

超大跨度斜拉桥的结构响应对体系升/降温作用和纵向风荷载作用是十分敏感的,对不同结构体系力学性能的研究是必要的。文章以某主跨1176 m的超大跨斜拉桥为工程背景,建立有限元模型,先后分析和考察了半漂浮体系、纵向固定体系、纵向弹性... 详细信息

超大跨度斜拉桥的结构响应对体系升/降温作用和纵向风荷载作用是十分敏感的,对不同结构体系力学性能的研究是必要的。文章以某主跨1176 m的超大跨斜拉桥为工程背景,建立有限元模型,先后分析和考察了半漂浮体系、纵向固定体系、纵向弹性约束体系和温度自适应塔梁纵向约束体系等结构体系的结构力学响应及其结构性能规律。研究结构表明:温度和纵向风荷载组合作用下,塔梁纵向约束方案对超大跨度斜拉桥结构性能优化具有关键性作用;传统的纵向弹性约束体系不能使得斜拉桥结构纵向抗风性能优化和温度次内力控制同时分别达到最优状态;温度自适应塔梁纵向约束体系可以实现纵向抗风性能优化和温度次内力控制同时分别达到最优状态。研究内容和结论可以为超大跨度斜拉桥工程设计的结构体系优化选择提供了新的思路和研究支撑。

关键词：斜拉桥温度作用纵向风作用结构体系优化温度自适应塔梁纵向约束体系

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高架道路交通荷载对环境影响的功率谱方法

南京工业大学学报（自然科学版） 2009年第2期31卷 57-60页

作者：吕德鹏陆伟东徐秀丽许磊平南京工业大学土木工程学院江苏南京210009

从功率谱的角度介绍城市高架桥梁在交通荷载下产生振动的机理和振动的传递过程.考虑到振动在土体中传播的特性,假定桥墩为固接在地面上的弹簧阻尼系统,即假定桥墩处为系统施加在地面的一简谐荷载,求出其功率谱密度函数后,再通过波动理... 详细信息

从功率谱的角度介绍城市高架桥梁在交通荷载下产生振动的机理和振动的传递过程.考虑到振动在土体中传播的特性,假定桥墩为固接在地面上的弹簧阻尼系统,即假定桥墩处为系统施加在地面的一简谐荷载,求出其功率谱密度函数后,再通过波动理论得出振动对周围环境的影响.最后提出了评价城市高架桥梁上交通荷载及对周围环境影响程度的新方法.

关键词：功率谱不平度城市高架弹簧阻尼系统