FRP管混凝土悬带拱桥试设计研究

FRP管轻质高强、耐久性好、易于维护,为了解FRP管应用于悬带拱桥体系时,桥梁的力学性能,以某大学中轴线景观人行桥——钢管混凝土悬带拱桥为背景,进行FRP管和混凝土的组合结构替代钢管混凝土结构的试设计研究。FRP种类较多,试设计时将拱肋调整为GFRP圆管混凝土,吊杆更换为GFRP变截面矩形方管,横梁更换为GFRP圆管混凝土,2条悬带增加为3条,悬带更换为可更换式的CFRP索。采用有限元软件建立试设计桥有限元模型,对试设计桥静力性能、弹性稳定性及自振频率进行验算,并比较不同阶段下FRP管混凝土悬带拱桥与钢管混凝土悬带拱桥静力性能。研究结果表明:FRP管混凝土悬带拱桥的静力性能和动力性能均可满足国内外现行的规范要求,FRP管混凝土悬带拱桥在施工阶段和正常使用阶段的内力均小于钢管混凝土悬带拱桥的内力。     

支架现浇的异型系杆拱桥合理施工状态的确定

以支架现浇施工的长沙市黄柏浏阳河异型拱桥为工程背景,对异型拱桥施工全过程进行受力分析,给出了异型拱桥施工过程中各典型状态的受力性能和合理施工工序。异型系杆拱桥裸拱状态拱圈弯矩呈S形分布,拱圈支架分区卸落和成桥状态索力调整引起的弯矩增量分布可以用相应连续梁的弯矩来比拟。钢筋混凝土异型拱桥施工中不得出现裸拱状态;拱圈支架需按一定次序分区卸落,卸落过程中需按一定要求调整吊杆索力。     

斜拉拱组合桥与普通拱桥受力性能对比

分析了斜拉拱组合桥的结构受力特征以及与普通拱桥的差别.以我国正在建设的主跨为400 m的斜拉拱组合桥梁--湘江四大桥为例,利用大型有限元分析软件ANSYS,建立了斜拉拱组合桥的三维空间有限元模型,对桥梁振动频率及振型进行了分析,通过与普通拱桥的分析和对比,重点研究了斜拉索对钢管拱组合桥的静、动力特征的影响,对比分析了两种拱桥型式,相同位置影响线的差异.最后总结了斜拉拱组合桥的静、动力特征,得到了一些有益的结论,为这一新颖桥型的方案选取和设计提供参考.     

基于正交试验设计与功效系数法的斜跨拱桥优化设计

斜跨拱桥作为拱桥和连续梁桥的异型组合桥,与常规桥型相比结构受力复杂,为对这一组合桥型进行进一步优化设计,该文依托实际工程,采用梁格法建立空间有限元模型,基于正交试验设计法和功效系数法,通过选取多种控制指标,建立斜跨拱桥参数优化设计目标函数,对与斜跨拱桥受力性能密切相关的设计参数进行多轮优化,得到了拱跨结构矢跨比、梁拱刚度比、吊索对数、吊索梁上间距、吊索顺桥向拱上间距5种设计参数的较优取值,较大幅度地改善了斜跨拱桥成桥状态下的主梁及拱肋的受力状态。     

风景拱桥加固加宽设计探讨

相对于一般拱桥,风景拱桥的加固改造设计对桥梁的整体美观性能要求更高,在设计中更应考虑与地形环境的巧妙结合,力求同时满足结构安全性能、技术经济性能、美观性能三方面的要求。本文在归纳总结一般拱桥加固加宽设计特点及其常见方法的基础上,以某风景桥为依托,探讨其加固加宽设计,结合当地地形地质条件及交通需求,结合美学考虑,进行风景桥的加固加宽方案设计,探讨其设计要点,建立有限元模型,开展主拱加固前后承载力验算,同时介绍了加固加宽施工要点,对于类似拱桥的加固加宽设计和施工具有一定的参考价值和指导意义。     

四川汉源县龙潭沟1号桥设计与施工

以四川汉源县龙潭沟1号桥为例,介绍了上承式钢筋混凝土空腹箱型无铰拱桥的受力特点和相关设计参数的选用;采用三维空间程序对该桥进行了计算,验证了该结构的抗震性能和稳定性。提出了用军用梁施工拱肋的施工方案,并进行了详细的计算。该方案通过调节下弦杆长度能较好地拟合拱肋悬链线,并可通过横向增减梁片来适应拱肋宽度和拱架施工期间的内力要求。     

钢管混凝土斜靠式拱桥静力特性分析

以某斜靠式拱桥为工程背景,用Ansys建立了该桥的空间有限元模型,分析了斜靠式拱桥主要的结构设计参数.研究了在不同矢跨比、不同主梁与主拱刚度、不同斜拱与主拱刚度下各截面轴力和弯矩的变化情况;探讨了斜拱倾角和横撑刚度对结构稳定系数的影响,以及横撑位置对提高稳定性的贡献.     

合江长江一桥交界墩预应力T形盖梁分阶段施工变更设计

合江长江一桥为主跨530m的中承式钢管混凝土桁架拱桥,引桥为预应力钢筋混凝土带翼箱梁桥,主桥和引桥的交界墩位于主桥的两个拱座之间,因施工中拱肋吊装系统的扣塔与盖梁两端的悬出部分冲突,将盖梁分为两阶段施工,第一阶段施工位于扣塔内部的盖梁结构,第二阶段施工悬出部分。确定变更施工方案后,采用MIDAS软件进行计算分析,并在此基础上完成了变更设计,变更后的方案经施工和成桥试验,满足规范要求。     

宽幅下承式空间多索面异型系杆拱桥设计关键技术

以外秦淮河大桥为工程背景,采用Midas Civil对该异型拱桥进行仿真模拟,首先探讨了不同主梁刚度、拱肋刚度两个参数条件下的拱桥结构受力性能影响规律;其次考虑异型拱桥结构最不利情况,进行了强度、刚度验算分析;另外计算了桥梁结构前五阶振型及自振频率,分析了其动力特性;最后针对拱肋可能会发生的失稳情况,进行了拱肋稳定性设计分析。结果表明：主梁与拱肋的变形、应力均满足设计要求;在10%~20%范围内改变主梁、拱肋结构刚度对结构受力影响较小,外秦淮河大桥作为城市交通景观桥梁,主梁与拱肋构造设计仍有一定的优化空间;桥梁前5阶的自振频率在0.49~1.25 Hz之间,动力性能较好,为抗震设计提供了参考;该异型拱桥结构具有较好的稳定性能。     

天津安阳桥设计关键技术

该文介绍了天津安阳桥设计的若干关键技术。天津海河安阳桥桥梁建筑艺术设计优美,造型独特,是天津滨海新区中心商务区的新地标,是桥梁建筑艺术与桥梁结构的完美结合。安阳桥为大跨度空间钢网拱桥,软土地基上大跨度拱桥水平推力是一个技术难题。安阳桥主拱为空间钢网拱,主拱刚度较弱,主拱和主梁的刚度匹配,空间主拱的设计,是另一个技术难题。安阳桥为空间拱桥,安阳桥的抗震和抗风性能又是一个值得研究的课题。     

下承式高低拱-梁组合结构桥梁设计及受力性能分析

宜春市上高县青阳大桥为左右两侧采用不同矢高加强拱的下承式三跨连续梁拱组合景观桥。该文以此桥为背景,采用空间梁格法对高、低拱及主梁的受力性能进行了研究,并与常规等矢高拱梁组合结构进行对比分析,最后介绍了主拱拱轴线形的设计优化和结构整体稳定性能。研究结论表明:对于该高低拱-梁组合结构,低拱超载,高拱卸载,超卸载比例随着高、低拱间的矢高差异增大而加剧。对于箱梁,靠近低拱的箱室明显承担了更多的轴力。在箱梁预应力钢束的布置时应充分考虑这一特点。而主拱及各纵梁弯矩基本未有变化。主拱拱轴线采用二次抛物线和直线相结合的方式可以大大降低拱脚的弯矩。同时,空间稳定性计算表明,该结构形式具有较高的整体稳定安全性。     

上承式拉索组合拱桥静力性能研究

介绍一种新型的上承式拉索组合拱桥。从立面上看,拱肋和桥面结构之间除了拱上立柱之外,另外还安装5对斜拉索,目的是通过调整拉索的索力来改变拱肋弯矩大小。采用RMV8i建立了200 m跨径的上承式拉索组合拱桥的有限元模型,计算在恒载和活载作用下的结构内力和截面应力,并与相同跨径的普通上承式钢管混凝土拱桥进行对比。结果表明,在恒载和活载作用下拱肋弯矩和拱顶轴力明显减小。     

两座连续梁拱组合桥设计分析比较

连续梁拱组合桥兼顾了梁桥与拱桥的特点,结构体系新颖,受力复杂,造型优美,近年来得到广泛应用。现详细介绍徐海路沭河大桥和城南大桥的总体布置、主要构造、施工方法、可为同类桥设计、研究、施工提供有益参考。并对两座桥的设计参数及受力特点进行对比分析,包括边中跨比、拱梁刚度比、拱梁荷载比、拱梁弯矩比及结构体系的界定等。根据拱梁的抗弯刚度比,连续梁拱组合桥可分为刚拱柔梁、刚拱刚梁和柔拱刚梁3种组合体系,不同组合体系结构设计方法不同,主梁、拱肋可根据不同体系的传力特点和拱梁荷载分配比进行优化设计。连续梁拱组合桥边中跨比变化范围较大,设计灵活,可适应不同环境、景观需求。     

用临时铰偏心布置调整拱圈内力

无铰拱桥是我国公路桥梁上广泛使用的桥型之一,其主要特点是拱中的弯矩比相同跨径梁的弯矩小得多,拱主要承受压力,因此无铰拱桥多采用抗压性能好,而抗拉性能较差的圬工材料来修建。然而,在无铰拱桥设计过程中,常会出现拱顶正弯矩与拱脚负弯矩过大的情况。为此可以从设计或施工方面采取一些特     

日本上承式500 m混凝土坦拱试设计

为了探讨大跨度混凝土拱桥的设计与施工方法,以连接长岛与伊唐岛的大桥为假想桥址,进行了一座跨度达500m、矢高40m、宽17．4m的上承式混凝土拱桥的试设计,对桥梁进行了正常荷载和地震荷载作用下的静动力计算。通过试设计发现,拱肋混凝土的设计强度至少需要100MPa。试设计中提出了一种适合该桥作为跨海大桥的施工方法,设计施工周期为38个月。     

釜溪河高填背异形腹拱拱桥受力性能研究

实腹式高填背异形腹拱拱桥的受力具有特殊性,为研究异形腹拱及拱上填料对拱桥性能的影响,以釜溪河高填背异形腹拱拱桥为背景,利用有限元软件建立实桥模型,对各施工阶段进行受力分析,并对计算结果进行分析.结果表明:异形腹拱对主拱结构受力存在异化作用;拱上填料砌筑前、后主拱受力变化显著;墩顶、腹拱拱脚及主拱拱顶位置存在弯矩峰值,相对位移较大;拱上填料对异形腹拱异化作用的弱化效应方面有利,但在经济性方面有弊;该桥设置变形缝是必要的;该桥具有足够的承载力.     

小矢跨比上承式混凝土连拱拱桥设计方案优化

井田大桥为74m+128m+74 m小矢跨比上承式钢筋混凝土三孔连拱拱桥,采用Midas/Civil软件建立全桥三维有限元模型分析结构在全施工过程中的受力状态,探寻小矢跨比连拱拱桥的合理成拱方案,优化主拱拱圈的拱轴系数与局部构造.结果 表明,缆索拼接方案的拼接界面不能满足小矢跨比拱桥的弯矩需求,挂篮悬浇方案则可以保证结构的整体性、安全性及美观性;增加拱轴系数能减小拱脚负弯矩,增加拱顶正弯矩,对L/4截面的弯矩影响不显著,综合平衡全拱圈正负弯矩,井田大桥主拱圈拱轴系数取2.6;优化拱圈截面形式后,主拱圈最大压应力处于相对均衡水平,且拱顶负弯矩大幅降低,使全桥内力分布更为合理.     

中承式无横撑集束钢管混凝土平行肋拱桥

中承式集束钢管混凝土平行肋拱桥，桥道以上无横撑，国内尚不普遍。该文作为“集束钢管混凝土提篮拱桥”研究系列之一，探讨了结构性能、结构参数、设计与实践。拱肋钢管的“无级绳”吊运，桥道横梁“荡提法”安装，具有明显的技术、经济优势，较通常的天线吊装，节省费用50％以上。     

大跨度风雨拱桥的设计研究

为给大跨度风雨拱桥设计提供参考,对风雨拱桥设计的关键技术进行了研究。从大跨度风雨拱桥特点出发,分析了主拱与拱上建筑的相互作用影响,并对风雨桥主拱结构设计的关键问题——轴系数取值、P-delta效应、结构稳定非线性进行了分析研究,在此基础上总结大跨度风雨拱桥设计原则。     

上承式大跨度钢管混凝土拱桥地震反应分析

为研究上承式大跨度钢管混凝土拱桥的地震反应性能,以大型有限元计算软件ANSYS为平台,分别以纵向＋竖向和横向＋竖向迁安波与EI Centro波作为输入地震波,对跨径为430m的上承式钢管混凝土拱桥——支井河特大桥进行了地震反应分析。研究结果表明：前10阶振动以侧向振动为主,表明桥纵向刚度远大于侧向刚度;拱肋抗震设计最危险截面是拱脚截面,地震反应内力最大;横向＋竖向地震动输入时拱肋轴力及弯矩略大于纵向＋竖向地震动输入时,相差幅度不大,但横向＋竖向地震动输入时弯矩My远大于纵向＋竖向地震动输入;在横向＋竖向地震动输入下最危险截面——拱脚处的地震反应轴力内侧拱肋大于外侧拱肋。