下承式叠合梁钢管混凝土拱桥拱脚局部应力分析

采用三维实体、板壳和梁单元,分析了某下承式叠合梁单索面钢管混凝土系杆拱桥拱脚局部应力,对整个拱脚模型应力做了综合评价。采用大型工程软件用两步有限元法分析拱脚局部应力。结果表明:拱脚整体受力比较均匀,对拱肋和拱座刚度突变处,应使刚度缓慢过度,可以有效降低应力峰值。     

大跨钢系杆拱桥拱脚节点受力分析及优化设计

以跨径336 m的下承式系杆拱桥为背景,对大跨钢系杆拱桥的拱脚节点局部受力进行有限元计算分析。针对拱脚局部受力存在的问题,提出四种构造优化方案并分别进行计算验证。根据验证结果对拱脚节点构造方式、钢板厚度、开洞位置、支座布置等进行优化。对日后类似的结构设计,尤其是拱肋和系梁腹板倾斜、腹板间距较大的系杆拱桥拱脚节点设计,具有一定的参考意义。     

某下承式钢管拱肋钢箱梁系杆拱桥拱梁接合部设计

某下承式钢管拱肋钢箱梁系杆拱桥主桥为不等跨三连拱桥,跨径布置为(60+136+208+136+60)m。结构体系为墩梁分离、拱梁固结,拱肋由外倾式钢管主拱和空间曲线的钢管副拱组成。边跨60m主梁采用混凝土箱梁,拱跨主梁为钢箱梁。下部结构采用Y形混凝土桥墩。钢管拱肋与钢箱梁连接处采用了一种新型的连接构造形式,在钢箱梁顶面对应纵腹板及横隔板的位置熔透焊一个矩形结构,将钢管拱肋伸入到矩形结构中,拱肋与钢箱梁通过矩形结构连接成整体,内力通过矩形结构顺利传递。利用有限元程序ANSYS建立拱梁接合部局部模型进行分析,结果表明,整体受力性能良好、传力可靠,是一种合理的构造设计。     

桥面板与钢结构连接方式对钢桁架拱桥受力性能影响分析

以组合桥面系连续钢桁架拱桥为例,拟定混凝土桥面板与钢结构连接的三种方案,分别是桥面板与钢纵横梁均连接、只与横梁连接和与横梁连接并在对拱脚附近纵梁加强连接。按实际工程施工顺序,通过全桥混合单元有限元模型计算,分析在结构自重、二期恒载、汽车作用、整体升温、桥面板局部升温等不同工况下,拱肋、钢系梁、桥面板的受力性能,比较后推荐采用第三种连接方案。     

大跨度网状吊杆拱桥拱-梁节点局部应力分析

为明确大跨度网状吊杆拱桥拱-梁节点处的板件传力特点,以主跨420 m网状吊杆钢箱梁拱桥——济南齐鲁黄河大桥为背景,建立全桥板壳-杆系混合有限元模型,分析不同荷载工况下拱-梁节点板件的受力特性,以及拱肋轴力在拱-梁节点的传力机理.结果 表明:该桥拱-梁节点各板件受力主要由恒载控制,活载响应约占总荷载响应的10％;系梁横桥...     

重载铁路简支钢管混凝土系杆拱桥拱脚应力分析

简支系杆拱桥作为集拱与梁的优点于一身的桥型,充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能。拱脚作为拱桥的重要组成部分,其构造及受力较为复杂。文中以某座跨径54.5m的重载铁路系杆拱桥为例,采用空间有限元软件构建拱脚实体模型,分析拱脚区域在重载作用下,成桥状态时的应力分布。结果表明,拱脚在与主梁及拱肋交接位置处受力复杂,存在部分拉应力,应力集中现象明显,应对相关位置加强构造及配筋措施。     

大挑臂下承式连续梁拱组合桥拱梁节点受力研究

大挑臂下承式连续梁拱组合体桥是一种极具特色的桥梁结构形式,通过梁和拱合理巧妙的组合,充分发挥组合体系其优势,从而整体结构受力更加合理。拱梁节点是连续梁拱组合桥的设计关键,整个区域拱肋与主梁交汇,拱梁结合部是拱的推力、梁的内力和支承反力汇交之处,拱梁节点局部应力分布复杂,是拱桥结构受力关键部位,为研究拱梁节点应力分布,防止应力集中,改善拱脚受力,通过数值仿真对拱梁节点进行受力研究。     

某桥正交异性钢桥面板结构受力分析

某桥主梁采用正交异性钢桥面板结构,为研究在轮载作用下,该桥正交异性钢桥面板受力和抗疲劳性能是否满足要求,建立该桥正交异性钢桥面板局部模型,计算轮载作用下其挠度、曲率半径和应力,并结合规范估算构造细节的疲劳强度。结果表明,在轮载作用下,桥面板主要变形区域较小,最大肋间相对挠度为0.28mm,满足限值要求,但最小曲率半径不满足规范规定;在纵向U肋、横隔板与桥面板连接处局部出现较明显的应力集中现象,且横向正应力普遍大于纵向正应力,但应力未超过限值;疲劳寿命最小的连接细节为纵肋与横梁的连接部位和横梁腹板开孔部位,应力幅值分别达77.4 MPa和127.9MPa,疲劳寿命分别为1.8×106和3.4×105次,远小于规范要求;该桥需要通过改变构造以及设计合理的桥面铺装来改善结构受力情况。     

三拱肋下承式系杆拱桥力学特点分析

下承式系杆拱桥因具有结构受力合理、造价经济、桥型美观、与周围环境协调性好等优点而得到广泛应用。城市桥梁路面通常较宽,若按照传统双拱肋下承式系杆拱桥设计,横梁计算跨径较大,通常会控制结构设计。为解决这一问题,可以采用在主梁中间增加1片拱肋的方式,以减小横梁的计算跨径,形成三拱肋系杆拱桥,但这会使结构受力变得复杂。以安徽省涡河三桥为工程背景,分析三拱肋下承式系杆拱桥的纵、横向受力特点、动力特性,以及在成桥运营状态下的稳定性能,得出一些有意义的结论,可为同类桥梁设计提供参考。     

异形钢桁架拱桥结构设计及计算分析

某三跨连续中承式钢桁拱桥,跨径布置为22 m+56 m+22 m。主桥拱肋是由中拱肋、边拱肋、副拱肋及腹杆组成的桁架结构。主桥跨中设置系梁,主梁由桥面系及横梁组成,桥面系采用正交异性钢桥面,主梁、系梁及拱肋固结连接。桥梁共设置13对吊杆,扇形布置,吊杆锚固采用耳板的结构形式。主要介绍该桥的结构构造设计及受力计算分析,该桥造型新颖优美,受力及构造较为复杂,可为类似工程提供一定的借鉴。     

中卫南站黄河大桥异形钢-混组合拱桥设计

中卫南站黄河大桥在中卫南站上游跨越黄河干流,是连接中卫沙坡头机场和高铁中卫南站的重要交通节点。主桥采用三跨连续异形钢-混组合拱桥,跨径布置(100+130+40)m,一侧主墩处为拱、梁、墩固结的V腿刚构,另一侧主墩处为设支座的连续梁体系。上部结构为拱、梁共同受力的组合体系,钢箱拱肋、钢箱梁分别与混凝土墩顶段设置钢-混凝土结合段,且主跨拱肋采用U形回转式的异形造型,总体结构体系及细部构造均极其复杂。经过分析,该桥强度、刚度、稳定性均满足规范要求,可为类似工程的设计和施工提供参考。     

九堡大桥主桥受力特性分析

九堡大桥主桥为三跨连续组合系杆拱桥,其主梁采用钢与混凝土组合梁,拱肋采用外倾式钢箱主拱和空间曲线的钢箱副拱,结构形式新颖,该桥的结构受力表现出复杂的空间力学特点。为详细了解该桥受力特点,采用有限元法,计算不同荷载工况下的结构受力,揭示组合拱桥中各个部分构件的受力特点。通过计算分析得到:组合系杆拱桥在采用合理的施工顺序时,其整体受力性能良好,但拱与梁连接处的应力分布复杂,需引起足够的重视。     

单跨钢管混凝土下承式刚架系杆拱恒载内力计算

刚架系杆拱是随着钢管混凝土拱桥在我国的应用而出现的新桥型。下承式刚架系杆拱桥拱、墩固结,上下部结构连结在一起,结构超静定次数较多,目前对其结构分析大都采用有限元数值计算方法。文章针对这一桥型的受力特点,应用位移法推导了恒载作用下的内力计算公式,可供实际工程应用。     

系杆拱桥稳定性再探讨——考虑面内吊杆扶正力影响及其他

在文献[1-2]研究系杆拱桥拱肋稳定性的基础上,进一步研讨拱肋面内纵向移动吊杆扶正力影响,并通过钢箱拱与结合梁为系梁的虚拟实例,对面内吊杆力纵移影响完成数值运算。     

混合梁自锚式悬索桥钢梁加劲过渡段传力机理研究

为研究混合梁钢梁加劲过渡段受力特性,以某独塔混合梁自锚式悬索桥为研究对象,选取包含钢梁加劲过渡段在内的主梁节段,运用大型通用有限元软件Ansys建立"实-壳"混合有限元模型,并对其进行局部仿真分析。结果表明:在最不利负弯矩工况下,钢梁加劲过渡段各板件的Mises应力最大约为90 MPa,横梁连接区域各板基本不参与受力。在此基础上,对4种不同钢梁过渡段加劲构造的交界处进行应力集中程度分析,结果表明:"U肋内嵌T肋"构造的交界处应力集中程度最大,"混合加肋"构造的交界处应力集中程度最小。     

混合梁自锚式悬索桥钢梁加劲过渡段传力机理研究

为研究混合梁钢梁加劲过渡段受力特性,以某独塔混合梁自锚式悬索桥为研究对象,选取包含钢梁加劲过渡段在内的主梁节段,运用大型通用有限元软件ANSYS建立"实-壳"混合有限元模型,并对其进行局部仿真分析。仿真结果表明,在最不利负弯矩工况下,钢梁加劲过渡段各板件的Mises应力最大约为90 MPa,横梁连接区域各板基本不参与受力。在此基础上,对4种不同钢梁过渡段加劲构造的交界处进行应力集中程度分析,仿真结果表明,"U肋内嵌T肋"构造的交界处应力集中程度最大,"混合加肋"构造的交界处应力集中程度最小。     

跨航道简支钢桁梁桥主桁节点与横梁连接性能研究

对于简支钢桁梁桥,主桁受力变形会引起桥面系的变形,进而使横梁产生面外弯矩,影响整体受力性能;同时横梁面内也承受较大的弯矩,使得横梁与主桁连接部位应力较大。为改善横梁面外受力与面内受力情况,提高主桁节点与横梁连接性能,首先建立整体模型并通过参数分析研究采用不同施工方法对横梁面外弯矩的影响;然后,基于局部模型分析了横梁与主桁连接部位的受力情况,并对比了不同构造措施对此连接区域受力的改善程度。研究表明：采用纵梁滞后安装、设置长圆孔等措施可以一定程度上降低恒载作用下纵梁与主桁纵向变形不一致导致的横梁面外弯矩,但是考虑活载效应后,各种措施降低效果有所减少;对于传统的横梁与主桁连接形式,由于横梁面内弯矩较大,腹板与主桁连接角钢会出现较大的应力,采用纵梁滞后安装、设置长圆孔等施工措施不能有效降低此应力,故成为结构的薄弱环节;在横梁上翼缘与主桁连接位置采用角钢连接的加强构造形式可以有效提高节点刚度,降低主桁与横梁连接部位的应力水平;采用整体节点的构造形式则可以有效避开横梁与主桁连接的受力薄弱位置,新的连接位置距离主桁一定距离,从而大幅度降低了连接位置的应力水平。     

长阳清江大桥主桥上部结构设计

长阳清江大桥主桥采用(60+200+60)m飞燕式钢桁架系杆拱,具有跨越能力大、桥面系结构高度低、自重轻、强度大、抗变形能力强、造型美观等特点。拱肋采用N形桁架布置,为保证系杆拱的空间稳定性,在拱肋上、下弦杆及边拱肋平面内设置了风撑。系梁采用刚性系梁,承担拱肋全部水平推力,简化了因设柔性系杆而需要的定位及锚固构造。桥面系采用简支桥面连续的钢-混凝土组合梁,通过支座搁置于横梁上,有效地减轻桥面系自重。吊杆采用钢绞线整束挤压吊杆,两端采用叉耳式构造,通过控制吊杆无应力下料长度来控制张拉力,既方便施工又有利于后期养护维修。全桥静力及稳定性分析表明,设计满足规范要求。     

高速铁路新开河立交138 m钢箱叠拱桥拱脚受力分析

该文通过工程实例,认为:对于下承式钢箱系杆拱桥来说,拱脚是结构设计的关键部位。其受力性能对全桥承载能力和跨越能力至关重要。在结构构造方面,此处纵肋、横肋、竖肋和横隔板等布置也较为密集,在全桥分析中,对其很难模拟精确。对此,有必要建立局部模型精确模拟局部构造细节,进行分析计算,以了解拱脚处空间局部应力分布规律和大小。     

刚性吊杆拱加固梁桥结构参数分析

为研究刚性吊杆系杆拱加固梁桥结构参数对桥梁受力性能的影响,指导加固设计优化,以既有城市人行过街天桥主跨钢梁拆墩提载加固工程为背景,运用MIDAS Civil软件,采用累加模型按照实际加固步骤建立加固后桥梁空间有限元模型,计算旧桥钢梁损伤度、拱肋、吊杆、内部约束条件等参数变化下,加固后桥梁结构的最大主应力、位移和自振频率等指标的变化规律,并进行对比分析。结果表明:旧桥钢梁的损伤降低了结构整体刚度;拱轴线形以二次抛物线为最优,1/5是较优矢跨比,拱肋需要具备一定的刚度才能满足受力要求;吊杆刚度及其框架作用对结构整体刚度具有较大影响,对钢梁和拱肋的受力影响较小;拱脚铰接对加固后结构的受力不利。