基于Python的ABAQUS华伦形钢桁梁多尺度模型二次开发

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作者 田亮 张诚至 +2 位作者 司志远 程斌 樊立龙 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期55-61,共7页

华伦形钢桁梁是目前大跨度铁路悬索桥应用最多的加劲梁形式,但由于结构形式复杂且桥梁跨度不断增加,导致建模过程繁琐。为提高多尺度模型前处理效率,基于Python语言开发了华伦形钢桁梁与桥面板快速建模插件,通过内核执行代码与ABAQUS GU... 华伦形钢桁梁是目前大跨度铁路悬索桥应用最多的加劲梁形式,但由于结构形式复杂且桥梁跨度不断增加,导致建模过程繁琐。为提高多尺度模型前处理效率,基于Python语言开发了华伦形钢桁梁与桥面板快速建模插件,通过内核执行代码与ABAQUS GUI图形界面交互实现了钢桁梁节段的参数化建模。以我国西南峡谷地区在建SQ铁路悬索桥为例,建立了全桥的多尺度有限元模型,对典型钢梁节段吊装过程进行了抗风验算,并与MIDAS、ANSYS两类有限元软件的计算结果进行了对比,风致位移响应在不同吊装高度的趋势基本一致且误差较小。研究结果表明:所开发的快速建模插件各预设功能均可正常实现,在确保计算精度的同时极大地提高了复杂钢桁梁结构的建模效率。 展开更多

关键词 桥梁工程 铁路悬索桥 华伦形钢桁梁 多尺度模型 PYTHON 二次开发

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基于结构应力法的钢-UHPC组合桥面板RD节点疲劳性能分析

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作者 田亮 董熠鑫 +3 位作者 肖飞知 赵健 樊立龙 程斌 《华东交通大学学报》 2025年第2期54-65,共12页

超高性能混凝土(UHPC)在桥梁工程中的应用日益广泛,为深入研究钢-UHPC组合桥面板U肋-盖板(RD)节点的疲劳性能,针对模拟轮载作用下的钢桥面板RD节点开展疲劳试验和数值仿真,分析了中心加载工况下试件的疲劳开裂行为和应力分布,并采用结... 超高性能混凝土(UHPC)在桥梁工程中的应用日益广泛,为深入研究钢-UHPC组合桥面板U肋-盖板(RD)节点的疲劳性能,针对模拟轮载作用下的钢桥面板RD节点开展疲劳试验和数值仿真,分析了中心加载工况下试件的疲劳开裂行为和应力分布,并采用结构应力法预测了RD节点的疲劳寿命。基于ABAQUS建立了带UHPC铺层的钢桥面板RD节点三维实体有限元模型,对模型施加荷载提取裂纹萌生处所在截面的节点力和节点力矩,计算得到等效结构应力,利用结构应力法中的主S-N曲线对RD节点疲劳性能进行评估,并与热点应力法和临界距离理论的预测结果进行了对比分析。研究结果表明:在中心加载工况下,RD节点焊缝处受拉应力作用,至焊缝中部拉应力逐渐增大并趋于稳定,疲劳裂纹首先在该易损部位萌生,并沿板厚方向分阶段扩展直至断裂;经UHPC加固之后,RD节点焊缝的端部效应明显减弱,焊缝中部的结构应力值大幅度降低,最大降幅达87.2%,同时UHPC铺层与盖板形成协同受力整体,使得结构应力分布趋于平缓,显著改善了钢桥面板的疲劳受力状态;相比热点应力法和临界距离理论,结构应力法给出的预测结果偏保守且更接近试验值,预测误差仅8%,对于钢-UHPC组合节点,结构应力法的预测值达到无限疲劳寿命。总体而言,结构应力法可以有效地对钢桥面板的疲劳性能进行评估,以较低成本准确预测焊接构件的疲劳寿命并辅助制定检修策略,在钢结构桥梁领域的实用前景广阔。 展开更多

关键词 正交异性钢桥面板 疲劳寿命 钢-UHPC组合桥面板 结构应力法 主S-N曲线

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焊接顺序对U肋双面焊接头残余应力及变形的影响

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作者 田亮 徐正 +2 位作者 肖飞知 樊立龙 赵健 《桥梁建设》 北大核心 2025年第2期66-72,共7页

为了解焊接顺序对U肋双面焊接头残余应力及变形的影响,建立典型钢桥面板双面焊接头的有限元模型,基于热弹塑性理论分析4种不同焊接顺序(内焊缝→打底焊→盖面焊、打底焊→盖面焊→内焊缝、内焊缝与打底焊同步施工→盖面焊、打底焊→内... 为了解焊接顺序对U肋双面焊接头残余应力及变形的影响,建立典型钢桥面板双面焊接头的有限元模型,基于热弹塑性理论分析4种不同焊接顺序(内焊缝→打底焊→盖面焊、打底焊→盖面焊→内焊缝、内焊缝与打底焊同步施工→盖面焊、打底焊→内焊缝与盖面焊同步施工)下U肋双面焊接头的温度场、焊接残余应力及变形的情况。结果表明:不同焊接顺序下U肋内、外焊缝焊趾处测点在热源经过时温度骤升,远离测点温度陡降;U肋内、外焊缝同步施焊时,局部热输入叠加导致焊趾处峰值温度明显升高;焊接残余应力在焊缝及其热影响区分布状态复杂,残余拉应力主要分布在试件中心线50 mm范围内,横向残余应力在数值上小于纵向残余应力;打底焊→盖面焊→内焊缝方案的横向残余拉应力峰值相比打底焊→内焊缝与盖面焊同步施工方案降低11.9%;不同焊接顺序下试件的焊接变形沿顶板上表面呈现先增大后减小的变化趋势,打底焊→盖面焊→内焊缝方案的竖向变形最小。综合考虑焊接横向残余应力和焊接变形等因素,U肋双面焊接头推荐采用先施工打底焊及盖面焊(外焊缝),后施工内焊缝的焊接方案。 展开更多

关键词 钢桥面板 U肋双面焊接头 焊接顺序 温度场 焊接残余应力 焊接变形 有限元法

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高原深切峡谷地区加劲梁缆索吊装横向位移响应分析

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作者 田亮 司志远 +3 位作者 肖飞知 樊立龙 赵健 任延龙 《中国铁路》 北大核心 2025年第1期61-66,75,共7页

以我国西南地区新建的某双塔三跨钢桁梁悬索桥为工程背景,开展加劲梁缆索吊装过程中抗风受力分析。桥址处为深切峡谷地形,峡谷风效应明显,吊装过程中受其影响不容忽视。建立了缆索吊装有限元模型,对钢梁吊装过程进行仿真计算,分析不同... 以我国西南地区新建的某双塔三跨钢桁梁悬索桥为工程背景,开展加劲梁缆索吊装过程中抗风受力分析。桥址处为深切峡谷地形,峡谷风效应明显,吊装过程中受其影响不容忽视。建立了缆索吊装有限元模型,对钢梁吊装过程进行仿真计算,分析不同风速下吊装钢梁的横向位移。研究结果表明:钢梁吊装过程中的横向位移随缆索体系的提升不断减小,最大位移发生在起吊阶段,须在此阶段加强抗风措施;重点关注的6级风工况下,吊装过程中位移值较小,采取相应抗风措施可在此工况下作业;缆索吊工作状态控制风力8级风工况下,吊装过程位移值较大,此工况下作业存在较大风险。 展开更多

关键词 铁路桥梁 缆索吊装 数值计算 风荷载 深切峡谷

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桥梁转体球铰支座用活性粉末混凝土试验研究 被引量：2

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作者 樊立龙 张京京 +2 位作者 李志辉 石庆波 王海良 《施工技术（中英文）》 CAS 2024年第10期24-28,共5页

为提高活性粉末混凝土(RPC)的流动性,开展桥梁转体球铰支座用RPC材料试验。通过控制变量法,研究RPC性能的基础配合比,探讨矿物掺合料、钢纤维及减水剂掺量对RPC性能的影响。结果表明:矿粉、硅灰适量替代水泥掺加到RPC体系,能充分发挥微... 为提高活性粉末混凝土(RPC)的流动性,开展桥梁转体球铰支座用RPC材料试验。通过控制变量法,研究RPC性能的基础配合比,探讨矿物掺合料、钢纤维及减水剂掺量对RPC性能的影响。结果表明:矿粉、硅灰适量替代水泥掺加到RPC体系,能充分发挥微集料填充效应及火山灰活性,提高体系抗压强度,矿粉与硅灰最佳掺量分别为45,20kg/m^(3);钢纤维的掺加能大幅度提高RPC抗压强度,钢纤维最佳掺量为75kg/m^(3);减水剂在RPC中作用机理主要表现为静电斥力与空间位阻,减水剂最佳掺量为18kg/m^(3);通过最优试验配合比测试,RPC材料综合性能满足桥梁转体球铰支座应用要求。 展开更多

关键词 桥梁 混凝土 球铰支座 矿物掺合料 钢纤维 减水剂 流动性 力学性能

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移动荷载作用下正交异性桥面板应力响应分析 被引量：1

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作者 田亮 邢守航 +3 位作者 樊立龙 赵雪敏 张诚至 司志远 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期47-55,共9页

研究目的:正交异性桥面板在钢结构桥梁中的应用愈发普遍,但在往复车辆荷载作用下容易引发疲劳开裂。准确评估桥面板在移动荷载下的应力响应是后续开展疲劳分析的基础,因此显得尤为必要。鉴于此,本文建立连续三跨正交异性桥面板实体-板... 研究目的:正交异性桥面板在钢结构桥梁中的应用愈发普遍,但在往复车辆荷载作用下容易引发疲劳开裂。准确评估桥面板在移动荷载下的应力响应是后续开展疲劳分析的基础,因此显得尤为必要。鉴于此,本文建立连续三跨正交异性桥面板实体-板壳多尺度有限元模型,采用Fortran语言编制Dload子程序实现移动荷载施加,全面分析桥面板在不同加载工况下的应力动态响应过程,以便明确典型构造细节的受力状况,为正交异性桥面板的疲劳性能评估与改善提供科学依据。研究结论:(1)加载中心线接近盖板-U肋连接焊缝或U肋开口正上方时是钢桥面板的最不利加载位置;(2)对于盖板-U肋节点,单轮加载分析即可较好地反映其应力响应状态,而对于U肋-横隔板连接处以及横隔板弧形切口区,双轮加载导致的应力影响不可忽略;(3)不同加载工况下,横隔板弧形开口区总是处于高应力态,属于钢桥面板的最不利受力部位,容易引发疲劳破坏;(4)本研究成果可用于钢桥面板结构在车辆移动荷载作用下的应力状态评估。 展开更多

关键词 桥梁工程 正交异性桥面板 移动荷载 有限元分析 应力响应

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明珠湾大桥钢桥面板易损焊接节点疲劳寿命预测

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作者 田亮 邢守航 +2 位作者 赵健 樊立龙 董熠鑫 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2024年第2期14-21,共8页

准确预测正交异性钢桥面板疲劳易损部位在往复车辆荷载下的疲劳寿命,能够为桥面板的日常维护提供依据,进而避免疲劳破坏的发生。首先,建立了明珠湾大桥正交异性钢桥面板节段有限元模型,使用Dload子程序实现了移动车辆荷载模型的施加,确... 准确预测正交异性钢桥面板疲劳易损部位在往复车辆荷载下的疲劳寿命,能够为桥面板的日常维护提供依据,进而避免疲劳破坏的发生。首先,建立了明珠湾大桥正交异性钢桥面板节段有限元模型,使用Dload子程序实现了移动车辆荷载模型的施加,确定了3个易损部位的应力历程;然后,通过编写雨流计数法程序得到了易损部位的疲劳应力频值谱;最后,基于热点应力法与临界距离理论对易损部位进行了疲劳寿命预测。结果表明,在车辆荷载作用下,钢桥面板U肋-横隔板连接处受力最为不利,疲劳寿命预测值仅23 a,为明珠湾大桥钢桥面板中最易产生疲劳开裂的位置,日常巡检时需尤为注意;U肋-盖板连接处和横隔板弧形开口部位在设计基准期内不会出现疲劳开裂。 展开更多

关键词 正交异性钢桥面板 疲劳寿命 移动荷载 热点应力法 临界距离理论

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跨海桥梁大直径钻孔桩冲击钻进参数研究 被引量：4

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作者 赵多苍 纪尊众 +1 位作者 白玉川 樊立龙 《施工技术》 CAS 2018年第19期89-92,共4页

通过对冲击钻进技术进行理论分析,定性讨论各因素对钻孔桩冲击钻进速率的影响,再结合平潭海峡公铁两用大桥(B0～B58)的钻孔桩施工,对现场钻孔数据进行统计分析,得到不同地层所对应的钻孔参数变化关系。总结得出平潭海峡公铁两用大桥工... 通过对冲击钻进技术进行理论分析,定性讨论各因素对钻孔桩冲击钻进速率的影响,再结合平潭海峡公铁两用大桥(B0～B58)的钻孔桩施工,对现场钻孔数据进行统计分析,得到不同地层所对应的钻孔参数变化关系。总结得出平潭海峡公铁两用大桥工程施工现场各冲击锤在不同地层宜采用的钻孔参数和钻进速率。 展开更多

关键词 桥梁工程 桩基础 钻进速率 冲击频率 冲击高程

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模拟轮载作用下钢桥面板RD节点疲劳寿命计算方法对比分析 被引量：2

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作者 田亮 邢守航 +3 位作者 樊立龙 赵健 程斌 赵雪敏 《华东交通大学学报》 2023年第4期76-85,共10页

为深入研究RD(rib-deck)节点的疲劳性能,通过模拟车轮荷载对RD节点实施中心加载,得到了相应热点应力幅下的节点疲劳寿命。采用ABAQUS建立了钢桥面板RD节点的三维实体有限元模型,在有效数值模型的基础上,分别采用热点应力法和临界距离理... 为深入研究RD(rib-deck)节点的疲劳性能,通过模拟车轮荷载对RD节点实施中心加载,得到了相应热点应力幅下的节点疲劳寿命。采用ABAQUS建立了钢桥面板RD节点的三维实体有限元模型,在有效数值模型的基础上,分别采用热点应力法和临界距离理论对RD节点的疲劳寿命进行了对比分析。研究结果表明:同一精度网格下采用两点外推法和三点外推法得到的热点应力结果比较接近,而采用临界距离理论的点法得到的特征应力则小于线法得到的特征应力;采用国际焊接协会(IIW)推荐的FAT 90曲线得到的评估结果过于保守,而FAT 125曲线的预测结果相对接近试验值。临界距离理论相比热点应力法能得到更准确的预测结果,其中点法和线法得到的预测值与试验值分别相差17%、32%;总体而言,热点应力法和临界距离理论均能得到相对保守的疲劳寿命预测结果,两种方法用于钢桥面板典型焊接节点的疲劳性能评估是可行且偏于安全的,但点法的预测精度更高,且实际应用中也较为便捷。 展开更多

关键词 正交异性桥面板 疲劳试验 疲劳寿命 热点应力法 临界距离理论

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关于电力设备安装技术的深切探究

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作者 樊立龙 肖伟红 《消费电子》 2014年第2期65-65,共1页

随着社会和经济建设的快速发展，电能对人们的生活影响越来越大，人们也越来依赖电能所提供的舒适、便捷，电力工程设备也随即成为人们生活中的必须设施之一。因为电能具有很大的危险性，所以电气设备在安装中采取怎样的安装技术，才可... 随着社会和经济建设的快速发展，电能对人们的生活影响越来越大，人们也越来依赖电能所提供的舒适、便捷，电力工程设备也随即成为人们生活中的必须设施之一。因为电能具有很大的危险性，所以电气设备在安装中采取怎样的安装技术，才可以保证在今后的使用中更加的安全、可靠，成为了相关工作人员重点关注的问题之一。本文就对电气设备的安装技术提供了一些自己的见解，希望能提高电力设备在安装和使用中的安全性和可靠性。 展开更多

关键词 电力工程 电气设备 安装工艺

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跨海桥大型设置沉井定位沉放施工方案探讨

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作者 李志辉 樊立龙 赵振丰 《低温建筑技术》 2022年第5期133-136,共4页

受深海、强风浪、急流等复杂恶劣环境下大型设置沉井定位、沉放安全风险大、定位精度控制难度大等难题。文中主要通过分析沉井定位沉放时机与风险以及制定相关风险措施,并针对设置沉井采用混凝土重力锚定位、靠墩+锚墩定位以及靠墩+锚墩... 受深海、强风浪、急流等复杂恶劣环境下大型设置沉井定位、沉放安全风险大、定位精度控制难度大等难题。文中主要通过分析沉井定位沉放时机与风险以及制定相关风险措施,并针对设置沉井采用混凝土重力锚定位、靠墩+锚墩定位以及靠墩+锚墩+混凝土锚碇组合锚定位3种方案进行探讨分析优缺点,提出优选方案的注意事项,解决沉井施工难题,实现钢沉井精确定位沉放,为复杂恶劣环境下桥梁设置沉井定位沉放施工提供借鉴。 展开更多

关键词 设置沉井 定位 沉放 重力锚 靠墩 组合锚

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