基于联合截面的圬工拱桥最小加固层分析

为了快速确定圬工拱桥最小加固层的厚度,评估加固后圬工拱桥原拱圈的应力状态,通过采用Midas Civil中的施工联合截面模拟新旧拱圈之间的黏结,计算组合截面的应力。最终通过对比不同加固层厚度下的原拱圈应力,确定最优加固层厚度,为圬工拱桥的加固以及加固效果的评定提供参考。     

下承式钢筋混凝土拱桥温度作用下屈曲稳定性分析

下承式钢筋混凝土拱桥拱肋因材料受日照温差影响较大易产生温度应力和变形,对全桥屈曲性能产生影响。为探究下承式钢筋混凝土拱桥在温度作用下的屈曲稳定性,文中建立ANSYS有限元模型,对太阳辐射作用产生的非线性温度场、均匀温度作用、构件间温差作用和无温度作用下拱桥屈曲性能进行对比分析。结果表明,全桥整体升温对下承式钢筋混凝土拱桥屈曲稳定性的影响最大,主梁的温度变化次之,主拱圈温度变化的影响最小,影响量分别为57.0%、30.3%、0.5%;主拱圈单侧升温对屈曲稳定性的影响比双侧升温的影响大,主拱圈非均匀温度场比主拱圈均匀温度场更容易降低下承式钢筋混凝土的屈曲稳定性。     

拱桥内衬法加固受力分析

拱桥内衬法加固的原理就是增大截面法,在拱桥的主拱圈的拱腹以及两侧新加一层钢筋混凝土拱板,与原拱圈形成复合主拱圈,通过复合拱圈的联合作用来共同承受荷载,从而增大拱圈的刚度和强度,提高承载能力。为研究内衬法加固受力分析,运用MIDAS/CIVIL有限元软件建立加固计算仿真模型,分析比较不同内衬厚度下拱圈控制截面的承载能力。     

160 m跨径波形钢腹板混凝土拱桥试设计

波形钢腹板混凝土拱桥是混凝土拱圈用波形钢板代替混凝土腹板的一种新桥型。它与混凝土拱桥相比,可减轻拱圈自重,方便施工,并为拱桥向更大跨度发展提供可能。该文以在建的福建宁德岭兜大桥(净跨160 m)为原型,进行了波形钢腹板混凝土拱桥的试设计分析。初步分析结果表明,与原设计相比,试设计拱桥的拱圈自重可减轻30%,拱圈轴力可降低15%~17%,在施工性能上也具有较大的优势。     

大跨UHPC箱形拱桥试设计研究

该文测定了配制的UHPC(超高性能混凝土)的基本材料参数,以建成的210 m跨径的普通钢筋混凝土箱形拱桥为例,通过原主拱圈箱形截面顶底板、腹板厚度的折减,对UHPC箱形截面进行了试设计,并开展有限元分析验证设计的合理性。结果表明:综合考虑截面应力储备、自振特性、刚度、稳定性的情况下,UHPC箱形拱桥设计时顶底板、腹板厚度可取同类型C55箱形拱桥的1/3。     

加固拓宽对双曲拱桥稳定性的影响研究

为了确定加固拓宽对双曲拱桥的稳定性的影响,文章结合一座实桥的加固拓宽过程,使用MIDAS-Civil有限元软件讨论分析了在不同的加固方法和不同的加宽情况下,将双曲拱桥的临界荷载系数及相应失稳形态的对比研究。结果表明:(1)桥面板悬臂长度在4m范围以内,不会对拱桥稳定性产生根本性变化;(2)在主拱圈下缘增设底板改双曲拱截面为箱形截面的加固措施能显著提高拱桥稳定性,且会改变拱桥稳定特性。     

考虑拱圈与拱架联合效应的拱架受力性能研究

为了研究混凝土箱形拱桥分环分段施工过程中,先期浇筑的混凝土拱环和钢拱架产生联合作用后,结构力学性能的变化,借助结构分析软件Midas/Civil建立了施工过程中拱架、主拱圈数值模型,对比分析了考虑拱圈和拱架联合作用与拱架单独作用时结构内力的变化。研究表明:考虑拱圈与拱架的联合作用,拱架仅承担拱圈重量的60%左右,节省了钢拱架的用钢量。     

拓宽混凝土拱桥动力特性分析

以某座拓宽后最大宽跨比为1.4的混凝土拱桥为例,介绍了大宽跨比的混凝土拱桥的动力特性。首先介绍了桥梁的基本情况以及该桥的环境振动测试,然后利用实体单元建立了该桥的空间有限元模型,最后,通过实测和计算的结果比较分析了大宽跨比的拓宽混凝土拱桥的动力特性。研究结果可以为拓宽的混凝土拱桥动力分析提供参考。     

结构参数对下承式钢管混凝土拱桥动力特性的影响

为研究结构参数对下承式钢管混凝土拱桥动力特性的影响,以某跨径为2×125 m的下承式钢管混凝土拱桥为例进行分析。采用ANSYS建立该桥模型,计算桥梁前6阶自振频率及相应振型,计算结果表明:该桥型的振动既有单独的面内和单独的面外振动,也有面内和面外的振动耦合。分析主拱圈含钢率、风撑截面积及布置形式、拱肋面内初始挠度、桥面宽度、矢跨比等结构参数对该桥动力特性的影响,分析结果表明:增加主拱圈含钢率、合理设置风撑和适当降低矢跨比能有效提高下承式钢管混凝土拱桥的结构刚度;拱肋面内初始挠度对结构动力性能影响可以忽略不计;桥面过宽会降低结构刚度,需要适当加强结构的横向联系。     

拱式拱上结构钢筋混凝土拱桥极限承载力分析

本文在现有文献资料的基础上进行理论分析和试验研究，将拱式拱上结构钢筋混凝土拱桥平面内承载力分析化为框架问题，考虑几何材料非线性及塑性较的形成，对短期静力荷载作用下影响极限承载力的各主要因素进行了分析。分析表明：大跨长拱桥极限承载力受拱上结构控制，拱上结构验算应考虑主拱变形的影响；小跨径拱桥联合作用显著，应考虑拱上结构对承载力的提高。考虑联合作用可以平衡拱上结构和主拱圈之间的安全度，使主拱圈最省。本文的分析成果可供新建拱桥设计和已建拱桥承载力评定参考。     

单跨复合圬工圆弧拱受力特性分析研究

随着交通量的增大和结构自身承载力的降低,越来越多的石拱桥不能满足使用要求。作为我国重要的文化遗产,石拱桥的保护尤为重要,因此对石拱桥的改造和仿制还原得到了越来越多的应用。石拱桥改造和仿制常采用新的结构体系,在新的结构体系里通常用其他构件和石拱圈协同受力,共同承担外部荷载。改造后的结构是石-混凝土复合拱桥,对于复合拱桥的受力机理,目前研究较少。该文以某石拱桥消险改造工程为背景,研究石-混凝土复合拱桥的受力性能,可供同行参考。     

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。     

基于断裂力学的UHPC复合拱圈加固效率研究

为研究超高性能混凝土(UHPC)复合拱圈受力机理及合理加固厚度,以某钢筋混凝土拱桥为背景,基于断裂力学机理,采用ABAQUS实体分析软件建立拱圈及加固层整体有限元模型,计算分析经UHPC、C50材料复合加固后拱圈的应力降幅水平和加固层厚度改变的应力变化规律。结果表明:基于断裂力学应力强度因子理论,采用复合拱圈加固后,带Ⅰ型裂纹和Ⅲ型裂纹主拱圈的应力强度因子分别减少36.7%和29.1%;Ⅰ、Ⅲ型裂纹主拱圈加固后,有限元计算的主拉、主压应力降幅均大于断裂力学理论分析的应力降幅,表明存在多种阻裂机理;加固层厚度增加与应力降幅呈非线性,薄层加固中使用UHPC材料的应力降幅较C50混凝土效果显著,采用厚3~9cm的UHPC薄层加固时,其加固效率较高。     

石拱桥主拱圈病害机理的研究

主拱圈是拱桥的主要承重构件,主拱圈的安全与否直接关系到拱桥的安全状况。在旧桥加固中,石拱桥加固将是一项重要任务。对主拱圈病害机理的研究将会促进拱桥旧桥的加固,更好的为拱桥旧桥加固事业做出贡献。主拱圈开裂严重影响桥梁的安全,其形式主要有横向开裂、纵向开裂与斜裂缝。近年来,国内外专家学者对石拱桥的破坏形态分析,大部分集中在主拱圈的破坏形态分析上。目前国内外对于主拱圈的破坏形态主要集中在四铰破坏的理论上。     

内衬厚度对中小跨径圬工拱桥提载加固影响性分析

桥内衬法加固的原理就是增大截面法,在拱桥的主拱圈的拱腹以及两侧新加一层钢筋混凝土拱板,与原拱圈形成复合主拱圈,通过复合拱圈的联合作用来共同承受荷载,从而增大拱圈的刚度和强度,提高承载能力。为研究内衬法加固受力分析,本文运用有限元软件建立加固计算仿真模型,分析比较不同内衬厚度下拱圈控制截面的承载能力。     

洋布桥加固改造

文章分析了福建省洋布桥病害产生的原因,提出了仅从拱背上加固改造双曲拱桥的综合治理新方法,该法具有加固效果好、工期短、成本低的优点。该法在分析拱桥受力特性的基础上提出的多孔拱桥下部结构常有富裕,不必加固;重点加强拱顶、拱脚,充分利用主拱圈富裕截面的加固思路,对其他拱桥的加固改造具有一定的指导意义。     

现浇钢筋混凝土拱圈分段浇筑长度与顺序对悬拼钢拱架的影响及优化研究

大跨径混凝土拱桥利用贝雷梁悬拼钢拱架进行拱圈浇筑过程中,拱圈的纵向分段长度、分段浇筑顺序将直接影响拱架在施工过程中的变形及应力,进而影响整个拱桥结构的成桥状态。通过有限元模型对拱架在浇筑过程中的受力状态进行分析,对拱圈分段浇筑长度、顺序进行优化,实际工程拱圈混凝土浇筑过程中的拱架变形、应力测量结果表明:拱圈分段浇筑优化后,将使拱架受力均匀,变形合理,可保证拱架在浇筑过程的安全性及拱圈成桥后的线形、内力满足规范及设计要求。     

实腹式圆弧拱桥病害机理分析与综合加固技术的研究

在分析蔡各庄拱桥病害机理的基础上,提出桥面补强层和拱圈增大截面加固、拱圈侧墙钢杆件拉结和下部增补桩基综合加固的方案。该方案不仅提高结构的承载力和整体刚度,而且有效地控制裂缝发展,在旧桥加固改造中有一定借鉴意义。     

曾家沟大桥主拱圈施工阶段挠度计算和分析

拱桥施工中,确保拱轴线的线形非常重要。当采用钢拱架砌筑混凝土预制块拱圈时,钢拱架的下挠直接影响着拱桥的拱轴线形。利用有限元软件Midas进行数值分析,分别考虑了砌筑拱圈刚度和不考虑砌筑拱圈刚度2种情况下的挠度变化,然后与施工中实测情况进行对比。分析结果表明,在设计中考虑拱圈刚度与否,相同工况下拱架的下挠值变化很大,实测挠度值表明施工中拱圈的实际刚度比计算中的理想化刚度要小,故在施工时可以通过提高砌筑拱圈的实际刚度来控制主拱圈挠度,从而保证拱轴线线形。     

无铰钢管混凝土拱桥增跨顶升关键技术

为满足交通需求,厦门市某无铰钢管混凝土拱桥桥下道路需从双向6车道拓宽至双向10车道,相应需对原拱桥进行顶升增跨改造。改造需将原拱桥整体提升1.7 m,跨径由43.2 m增加至46 m。改造时首先在原结构上张拉临时系杆,使桥梁由无铰拱变为系杆拱,然后进行拱脚切割、顶升增跨施工,最终形成新的无铰钢管混凝土拱桥并解除临时系杆。为确保各施工阶段结构的安全,采用ANSYS建立拱桥有限元模型,对施工全过程进行仿真分析及位移和应力监测。仿真分析及监测结果表明,结构实际位移及受力与理论分析结果吻合较好;改造全过程中结构位移及受力的变化均在合理范围,不影响改造后的使用安全。