基于静动力性能分析的刚架拱桥加固措施研究

针对G104国道多座刚架拱桥破损严重的现状,以大汶口桥为例,总结了刚架拱桥的典型病害;通过建立刚架拱桥空间整体有限元模型,分析其动力特性与结构损伤之间的关系,重点研究横向联系体系对结构动力特性的影响,在此基础上提出了维修加固措施;对原预制微弯板与现浇整体板进行局部有限元应力对比分析,分析结果验证了该加固措施的合理性。     

大跨度刚架-拱组合结构桥的动力特性分析

广州新光大桥为大跨度预应力混凝土刚架—钢桁拱组合结构桥，是拱桥结构体系上的重要创新。采用空间有限元法分析该桥的动力特性，结果表明此类桥梁具有良好的动力特性，同时通过分析刚架的刚度对全桥动力特性的影响，发现刚架斜腿的刚度对中跨钢桁拱的振动影响小，对边跨钢桁拱的振动影响大。     

钢筋混凝土刚架拱桥横向联系的内力分析

利用有限元理论和软件对典型的钢筋混凝土刚架拱桥建立了空间结构分析模型，对其空间结构性能，尤其是横向联系的内力进行了分析计算，并与传统的设计理论——弹性支承连续梁简化方法进行比较分析，最后用典型的桥梁进行实验研究和论证。结果表明该结构桥梁的横向联系设计合理与否，直接关系到结构的整体受力与安全，是影响其承载力的重要因素，在设计分析中应引起足够的重视。     

刚架拱改进设计静动力分析

在运营的刚架拱桥大多破损严重,针对病害特点和结合实际工程对刚架拱桥进行了改进设计,建立空间有限元模型对其进行了静力和动力力学性能的分析,分析时采用了更能反映结构真实刚度的梁板组合模型。分析结果表明:梁板组合模型可以应用到类似结构的工程设计,提高设计效率;刚架拱的主要断面受力的控制工况为收缩徐变和拱角位移,设计时要引起重视;改进设计后提高了结构的扭转刚度,改善了原定型设计刚架拱整体刚度较弱的缺点,为以后刚架拱的应用前景提供了一个新的思路。     

桁式组合拱桥典型病害及其力学性能研究

文中基于有限元软件建立了某桁式组合拱桥的三维有限元模型，对其静力性能和动力特性进行了分析；结合实桥静力、动力荷载试验，对比分析了桁式组合拱桥典型病害对其静力性能与动力特性的影响。结果表明，该类桥型结构强度、刚度一般正常或略有下降，但结构体系及其病害导致部分截面整体工作性能较差，耐久性差，结构冲击效应显著。     

大跨刚架拱桥病害分析及加固研究

在对某座刚架拱桥进行安全检测的现场发现主拱大节点裂缝、横向联系梁破坏等病害。该文根据现场检测结果,分析了刚架拱桥常见病害形式及产生原因。采用BCI评价对该桥进行整体技术状况进行评定,并根据评定结果针对性地提出了对刚架拱桥加固的建议。其检测结果、建议加固措施对同类拱桥病害处理具有借鉴意义。     

刚架拱桥加固技术探讨

针对刚架拱桥的结构特点,分析了某多孔刚架拱桥的病害及其成因,提出了整体化桥面加固方案和施工工艺.建立了4孔刚架拱桥空间模型,分析了结构各施工阶段的受力特性,并将加固后的桥梁特性与原结构进行对比,加固后桥梁的受力性能得到了明显改善.     

时变温度下某拱桥的状态诊断

在时变温度下,利用结构模态参数对桥梁结构状态诊断进行试验研究。通过对某拱桥模型进行长期动力测试,并对测试加速度信息进行模态参数识别,得到该模型在不同温度下前4阶的频率、阻尼比和振型。利用测试数据对该拱桥模型进行有限元模型修正,将结构的测试动力特性与有限元计算结果进行比较,分析该结构动力特性随温度的变化规律,建立环境温度与结构频率的关系模型,并利用该模型对测试模型的结构性能进行诊断。本文所提出的结构状态诊断方法能有效判别时变温度下该拱桥模型结构是否产生损伤,也为实际桥梁结构状态诊断提供了一种有效思路。     

斜腿刚架拱桥拱脚约束计算模型的选择及其合理性分析

斜腿刚架拱桥由主拱腿、斜撑、实腹段组成.在工程结构分析计算中,通常采用平面刚架计算.文章在分析斜腿刚架拱桥计算中存在的一些问题基础上,结合工程实际,利用有限元软件对结构不同约束状态进行模拟计算,通过计算分析,给出不同约束模型对结构内力的影响.     

两座新型桥梁——斜拉拱桥的对比研究

斜拉拱桥是一种新型组合桥梁,该文首先从结构体系及施工方面对两种斜拉拱桥进行了对比研究,然后以正在修建的湘潭市湘江四大桥为例,利用ANSYS软件建立了斜拉拱桥的三维空间有限元模型,分析了斜拉拱桥索的布置方式对结构的静动力特性的影响,为斜拉拱桥的设计和施工提供参考。     

大跨度连续刚构柔性拱组合结构受力效应分析

为研究大跨度连续刚构柔性拱组合结构受力效应,以宜万铁路宜昌长江大桥为背景,在总结该类结构体系特点的基础上,采用桥梁博士分析软件建立全桥平面有限元模型,对全桥桥面施加竖向均布荷载(二期恒载),分析拱梁内力、竖向荷载及跨中截面弯矩的分配;将该桥与孔跨组成及截面尺寸完全相同的连续刚构桥在恒、活载作用下的结构内力进行对比,分析组合结构的拱梁组合效应。分析结果表明:在竖向均布荷载作用下,连续刚构柔性拱组合结构跨中范围吊杆轴力增加较大;结构跨中截面总弯矩绝大部分已转化为拱肋压力与主梁拉力;与连续刚构相比,活载作用下,连续刚构柔性拱组合结构的主梁弯矩显著减小,结构刚度提高较大,柔性拱作用明显。     

客运专线铁路(60+128+60) m连续梁拱桥动力性能分析

以高速客运专线铁路上跨度(60 128 60)m连续梁拱桥为研究对象,采用空间有限元分析模型,计算桥梁的自振特性,探讨横撑刚度和拱肋截面形式对桥梁自振特性的影响,评价桥梁的动力性能和列车运行安全性与舒适性。     

某异型系杆拱桥空间力学特性分析

为研究斜吊杆异型系杆拱桥的空间力学特性,以某异型系杆拱桥为研究对象,采用MIDAS Civil建立该桥空间有限元模型,分析其在施工和使用阶段的静、动力特性及结构稳定性.分析结果表明:该桥斜吊杆附加应力对拱肋影响较大,全桥纵、横梁框架体系整体刚度较大,拱肋挠度对整体降温比较敏感,使用阶段各吊杆应力幅比较均匀,为50 MPa左右;拱肋侧倾刚度较小,拱肋刚度对全桥刚度贡献较大,各阶段稳定系数均较高;吊杆调索对全桥应力水平有较大影响,施工中应予注意.     

PC桁架连续刚构桥动力特性研究

为评价预应力混凝土桁架连续刚构桥的动力性能,以湖北省归州大桥动力试验为背景,测试了结构的频率、振型、阻尼比和不同行车速度、不同路况下结构的冲击系数。建立了基于不同假定的3种空间有限元计算模型,计算了结构的振动频率和振型,与实桥动力试验结果进行了对比分析;研究了结构刚度、横向联系、桥墩高度、边界约束条件等参数对结构动力特性的影响。结果表明,横铺桥面板对提高结构横向刚度和扭转刚度有较大的贡献;结构的横向刚度和纵向刚度相对竖向刚度和扭转刚度较小;结构振动衰减正常,桥面平整度较好,具有良好的行车性能;结构整体刚度、桥墩高度及边界约束条件是影响结构横向和纵向振动的主要因素;横向联系是影响结构的局部扭转振动的主要因素。     

联合模态柔度和静力位移的桥梁有限元模型修正方法

利用商用软件ANSYS提供的零阶和一阶优化算法,通过1个仿真简支梁有限元模型修正算例,比较了不同目标函数的有限元模型修正效果,提出了一种联合动力模态柔度和静力位移的有限元模型修正方法,并将这种方法运用于一座加固后的刚架拱桥的有限元模型修正,建立起了该桥加固后的基准有限元模型。结果表明:利用修正后的刚架拱桥有限元模型计算的静、动力特性与实测结果吻合良好,这种联合静、动力的有限元模型修正方法具有比较好的模型修正效果,修正后的桥梁有限元模型可以服务于桥梁健康监测和安全评估。     

上承式预应力混凝土刚性梁柔性拱桥静力分析

上承式刚性梁柔性拱桥通透性好、刚度大。为了明确其受力特性,以某大桥初步设计方案为例,采用有限元法分析比较其在活载作用下结构内力随梁、拱的刚度以及矢跨比等结构参数变化的趋势。结果表明:矢跨比对结构内力影响较大;梁、拱在跨中形成整体断面,刚性梁可平衡拱的推力,同时由于拱的推力部分传递到刚性梁内,可减少纵向预应力筋的用量;与同跨径的连续刚构桥相比,活载挠度小,具有较大的竖向刚度。     

多维地震激励作用下大跨度斜拉拱桥的随机响应

以一种新颖钢管混凝土拱桥-斜拉钢管混凝土拱组合桥为研究对象,通过建立空间结构有限元模型,利用子空间迭代法得到结构的自振特性,并运用随机响应理论分别对该桥在纵向激励、纵＋竖向激励、纵＋横向激励、纵＋竖＋横向激励等4种工况作用下的地震响应与相同跨径的中承式钢管混凝土拱桥进行了对比分析。分析结果表明,地震横向激励对斜拉拱桥的响应特性有较大的影响,在多维随机地震激励作用下,由于斜拉索的存在使得斜拉拱桥的横向抗震性能优于相同跨径的中承式钢管混凝土拱桥,这为大跨度斜拉拱桥的抗震设计和研究提供了理论依据。     

福厦铁路钢箱系杆拱桥设计构思与研究

采用有限元方法,对钢系杆拱各种矢跨比、拱梁刚度比、拱肋平面倾角、吊杆及其他主要杆件截面形式、主桁中心距、横向连接、桥面形式等进行计算,得出不同结构参数下的钢系杆拱的优缺点,提出了适合于福厦铁路实际情况的合理结构形式和设计参数。     

潜江市兴盛路装饰拱桥布置方案及装饰拱结构力学分析

通过对拱结构与主桥的不同连接方式进行方案比选,阐明了装饰拱桥设计中需要考虑的主要因素。简要介绍了建立空间梁单元模型,并按照无铰拱对装饰拱进行力学性能验算的方法;同时根据计算结果进行结构强度、稳定性评价及静力、动力、抗震等各项力学性能分析,以确定不同参数对结构安全的影响。装饰拱布置选型方案及结构分析的研究方法可用于指导该类桥梁设计。     

斜拉桥在列车通过时横向动力响应的分析方法

以横摆和摇头为2个独立的自由度,建立列车轮对的振动微分方程。利用结构分析有限元法,推导非对称箱形截面梁单元的横向弯扭耦合刚度矩阵。讨论车桥系统横向振动微分方程及其求解方法。实例分析结果揭示了桥梁横向动力响应的规律,所讨论的分析方法可以有效地处理约束扭转及偏载问题。