下承式钢管混凝土拱桥稳定性研究

以某下承式钢管混凝土拱桥为工程背景,对成桥阶段自重作用下结构的稳定性进行研究.在线弹性稳定分析中,使用4种方法对拱肋结构刚度进行模拟,所得的稳定系数随拱肋计算刚度而不同,且变化幅度较大.建议把失稳分析同变形计算结合考虑,并偏安全地取较小的稳定系数.在非线性稳定分析中,采用钢管混凝土统一理论来考虑拱肋的材料非线性,并引入几何缺陷的影响.双非线性分析表明拱肋的几何非线性效应不明显,引起结构失稳的主要因素是材料非线性.     

南宁市永和大桥主桥拱肋的结构计算分析

钢管混凝土拱桥拱肋结构设计计算目前还没有规范可遵循.以主跨300 m的钢管混凝土拱桥--南宁市永和大桥为例,介绍了该桥结构的设计计算,包括结构静力(全桥受力、稳定和扣点局部)和动力(动力特性、抗风和抗震)计算与验算,还介绍了实桥荷载试验的主要结论.在此基础上,对大跨径钢管混凝土拱桥结构设计计算提出了建议.     

格构式钢管混凝土构件抗震性能研究进展

为了给采用格构式钢管混凝土构件的桥墩、桥塔和拱桥拱肋的研究、设计与施工提供参考,从试验测定、理论分析和恢复力模型3个方面系统阐述了国内外格构式钢管混凝土构件抗震性能研究的进展。分析表明:反复荷载作用下格构式钢管混凝土桥墩滞回性能的试验研究以圆形肢杆为主,且受荷模式为单向循环加载,试验对象和参数范围均有限,而格构式钢管混凝土桥墩拟动力试验及格构式钢管混凝土桥梁模型模拟地震振动台动力试验的报道很少,研究对象单一且工况有限;同时,不同研究者建立的滞回性能理论分析模型,虽能在一定程度上模拟格构式钢管混凝土桥墩的受力性能与破坏过程,但均或多或少存在一定不足或不合理之处,而由于某些杆件或节点进行了简化处理,现有格构式钢管混凝土拱桥模型的合理性尚待检验。基于对国内外研究现状的分析指出,强非线性条件下滞回性能分析理论与模型、损伤演化规律与破坏准则及恢复力模型和抗震设计方法是进行格构式钢管混凝土构件抗震性能研究的关键科学问题。最后,展望了格构式钢管混凝土构件抗震性能研究的前景及发展方向,为深入研究地震作用下格构式钢管混凝土桥墩、桥塔及拱桥拱肋的工作性能,合理评估该类结构构件的地震损伤演化规律,进而制定其合理抗震设计方法提供了研究思路。     

溶洞对钢管混凝土拱桥地震反应分析的影响

为了研究溶洞对钢管混凝土拱桥地震反应影响,利用有限元法建立钢管混凝土拱桥三维空间有限元模型,考虑地基基础相互作用,建立有限区域地基有限元模型,基于EL-CENTRO地震波的地震动数据,采用时程分析方法计算溶洞存在对钢管混凝土拱桥地震反应的影响。结果表明:强震作用下,地基土有溶洞的钢管混凝土拱桥各关键部位的位移、加速度、内力值均大于不含溶洞地基土的结果,拱肋弦杆等薄弱部位增幅较为明显,拱肋弦杆位移量、加速度及弯矩值最大。因此,建议在有溶洞地基的钢管混凝土拱桥建设中,应加强针对拱肋弦杆等关键部位的抗震设计,以减轻或避免地震作用对钢管混凝土拱桥结构的破坏。     

脱空对四肢格构式异型钢管混凝土拱桥极限承载力的影响分析

拱肋混凝土脱空是钢管混凝土拱桥突出问题之一,以一座四肢格构式异型钢管混凝土拱桥为研究背景,在考虑材料和几何非线性的基础上,基于ANSYS有限元分析模型,探讨了拱肋脱空位置、截面脱空率等因素对拱桥极限承载力的影响。     

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。     

两种钢管混凝土实体拱桥力学性能的对比分析

进行钢管混凝土实体(哑铃形和单圆管)拱桥的力学性能的有限元分析和对比,并研究拱肋横撑对两种实体拱桥的动力性能和稳定性能的影响。研究表明,对钢管混凝土实体拱桥进行整体设计时,应主要从静力方面考虑拱肋刚度的选取,哑铃形的静力性能优于单圆管;拱肋横撑的数量和形式主要影响结构整体横向刚度,"K"形横撑对面外动力性能的影响要大得多;从稳定性方面考虑,单圆管优于哑铃形。     

高速铁路大跨提篮拱桥的静力刚度及模型试验研究

以一座高速铁路大跨度钢管混凝土提篮拱桥及其全桥模型试验的工程背景，对在分布力，集中力，活载作用下不同吊杆体系及不同拱肋布置方式的拱桥的变形规律进行了研究和比较分析，并且对结构的自振特性进行了研究，探讨了吊杆体系和拱肋布置对拱桥静力刚度和动力性能的影响。结合全桥模型试验评价了提篮式拱桥的刚度，对理论分析的结果进行了验证。     

大跨度钢管混凝土拱桥的动力特性分析

通过ANSYS对2座钢管混凝土拱桥例进行动力特性分析,探讨了拱上建筑形式、拱肋倾角、横撑形式和横撑刚度对大跨度钢管混凝土拱桥的动力特性的影响,对深入认识钢管混凝土拱桥动力特性有一定的参考价值。     

关于《公路钢管混凝土拱桥设计规范》中拱肋刚度取值问题的探讨

针对钢管混凝土拱桥设计时拱肋刚度取值方法各异的问题,即现行《公路钢管混凝土拱桥设计规范》(JTG/T D65-06-2015)采用统一理论,而《钢管混凝土拱桥技术规范》(GB50923-2013)采用叠加理论。以实桥工程为依托,采用有限元分析的方法,对钢管混凝土拱肋在不同计算理论下的内力和位移进行分析。结果表明,两种理论下钢管混凝土拱肋轴力几乎没有变化,而弯矩则有较大差异,同时拱肋位移也相差较大。对其原因进行探究,为工程实践提供参考。     

钢管砼拱桥结构动力特性参数研究

针对钢管砼拱桥的空间受力特点和研究现状，对钢管砼拱桥的结构动力特性进行了参数化研究；建立了相应的有限元分析模型，改变钢管砼拱桥的矢跨比、主拱拱肋抗弯刚度、边拱拱肋抗弯刚度等参数，对钢管砼拱桥的结构动力特性进行了参数研究。     

钢管混凝土拱桥拱肋损伤识别的理论分析

钢管混凝土拱桥拱肋的损伤已经成为其致命伤,如何正确判断拱肋的损伤已经成为亟需解决的问题。该文以黄河上一座已建的钢管混凝土拱桥为例,进行拱肋损伤的动力特性理论分析,通过理论的分析计算得到的结果可以指引实际工程中的损伤识别。     

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。     

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋施工误差影响分析

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋施工控制的重点和难点是线形控制,该文着重对拱肋多种典型的偏差进行了受力影响分析。针对某座典型钢管混凝土拱桥进行计算分析,得出不仅偏差类型对结构的成桥受力影响显著,而且同一偏差形式下不同精度指标对成桥受力影响也明显,最终提出拱肋施工精度指标建议。     

装配式空心钢管混凝土拱桥可行性研究

为减小大跨度钢管混凝土拱桥自重,提高大跨度钢管混凝土拱桥的施工便利性,提出使用预制空心钢管混凝土构件代替实心钢管混凝土构件作为大跨度钢管混凝土拱桥拱肋的新思想。该文采用有限元分析方法对某特大桥进行了试设计研究,建立空心钢管混凝土拱桥模型和实心钢管混凝土拱桥模型,在不同工况组合条件下,对两者拱肋内力、挠度进行了分析比较,使用现有规范的计算公式进行承载力验算。结果显示:空心钢管混凝土方案与原实心钢管混凝土方案相比,拱肋各杆轴力有明显减少,不同杆件、不同主拱圈截面弯矩有减少亦有增加,不同方案对挠度的影响不大,空心钢管混凝土构件均满足承载力要求。分析结果表明空心钢管混凝土代替钢管混凝土的新思想具有可行性,可以减小大跨度拱桥整体自重,减少混凝土用量,降低拱肋上、下弦杆轴力,在提高大跨度拱桥整体力学性能和经济性方面具有一定优势。     

大跨度CFST拱桥地震反应的地面运动模拟

介绍了模拟地震反应地面运动的大质量法,并用大质量法和拱脚固定法在有限元软件ANSYS里对大跨度钢管混凝土(CFST)拱桥地震反应分析.该大桥的有限元模型是采用双单元对该拱桥拱肋进行模拟,输入E 1-Centro波对该桥进行时程分析,通过分析得出了两种方法的结果是一致的,都是大跨度钢管混凝土拱桥地震反应分析有效的方法.     

对钢管混凝土主拱肋承载力计算方法的建议

目前国内钢管混凝土拱桥设计、钢管混凝土拱肋承载力的评定,大多采用容许应力法进行强度验算,本文针对运用此方法计算较高的钢管混凝土结构存在的问题,以及结合国内钢管混凝土理论研究作出分析.     

菱形断面钢管混凝土拱肋创新设计

安徽芜湖市弋江路袁泽桥主桥为中承式钢管混凝土复合拱桥,采用4根钢管组合的菱形断面钢管混凝土拱肋,设计中通过钢管之间增设横联杆、腹板和腹板加劲肋有效解决了拱肋的自身稳定问题,实现了菱形断面钢管混凝土拱肋在拱桥总体受力中的功能。     

基于统一理论的蝶形拱桥空间稳定性分析

为考察多拱肋蝶形拱桥结构稳定性的特点,基于考虑钢管套箍作用的统一理论对大跨度蝶形钢管混凝土拱桥的两类稳定性问题进行了分析。通过特征值计算得到了结构的第一类稳定安全系数;考虑结构的几何非线性和材料非线性,应用荷载增量法迭代求解,得到了结构的极限承载力和第二类稳定安全系数。以太原市南中环主桥为工程背景,对主桥各施工阶段及成桥阶段的空间稳定性进行了分析。结果表明:换算截面法和叠合单元法的稳定安全系数比统一理论法整体上略小,统一理论法在钢管混凝土拱桥稳定性计算中是可行的;蝶形拱桥的失稳形式以拱的面外扭转失稳为主;拱肋的初始缺陷、活载的分布形式和横向风荷载等对结构稳定性均有不同程度的影响;结构第二类稳定安全系数均小于第一类稳定安全系数。     

对钢管混凝土主拱肋承载力计算方法的建议

目前国内钢管混凝土拱桥设计、钢管混凝土拱肋承载力的评定,大多采用容许应力法进行强度验算,本文针对运用此方法计算较高的钢管混凝土结构存在的问题,以及结合国内钢管混凝土理论研究作出分析.