无铰拱桥加固改造后的强度验算——梁拱式拱上建筑新桥型专题之二

加固改造后的无铰拱桥 ,由于恒载压力线和拱轴线相差较多 ,因而不能采用查表计算的办法 ,可以用有限元计算软件进行内力计算。本文提出在双曲拱桥加固改造后 ,当计算截面达到最小配筋率 ,按钢筋混凝土结构进行强度验算的方法。提出的方法可适用于一般无铰拱桥 ,如板拱、肋拱、箱形拱等。     

坪梅大桥的加固设计与施工

坪梅大桥为主跨110m变截面悬链线无铰空腹双曲拱桥，1973年建成通车。通过加固设计与施工，探讨了如何结合实际，利用交通部公路科学研究所“空腹拱桥拱上建筑的联合作用”的成果，既安全、又节约地对旧桥进行加固。     

省道漳下线新罗大吉石拱桥加固方法

采用"套拱"方法对石拱桥加固改造进行技术分析和探讨,并结合工程实例,对拱桥的病害原因、加固方案选择、套拱厚度计算及加固改造技术进行了阐述,并提出了加固施工的措施及方法.     

拱桥改造加固新途径——梁拱式拱上建筑新桥型专题之一

介绍拱桥维修和加固改造中的一种新方法。通过拆除拱式拱上建筑中的拱上填料、侧墙、护拱等传力结构，从拱背上加强拱圈，变拱式拱上建筑为梁拱式拱上建筑，在加强拱圈的同时，不能减轻桥跨结构的自重。这种加固方法，质量较好，造价较省，施工比较方便。     

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。     

拱脚变位与拱上结构作用下二次抛物线无铰拱内力计算

为求解拱桥墩台发生水平位移、基础不均匀沉降引起的拱桥拱脚相对位移对二次抛物线无铰拱产生的内力,以及拱上部结构施工吊装过程中,拱上结构重力作用下二次抛物线无铰拱的内力,通过结构分析,表明在大跨度拱桥工程中,应考虑拱脚变位的影响;就二次抛物线无铰拱而言,拱上结构施工吊装顺序对拱内力影响不大,但吊装全部完成时拱内力变化最大,应以该内力值作为计算依据。     

湖南长沙火星大道浏阳河大桥设计

长沙市火星大道浏阳河大桥为城市特大型桥梁,为一跨过河的“类双层”中承式钢箱拱肋悬链线无铰拱拱桥,它是湖南省第一座钢箱拱桥,计算跨径138.0 m,矢高34.5 m,桥宽39.8 m。文中着重介绍了该城市桥梁总体设计特点、主桥结构设计、“类双层”桥面结构特点及桥梁景观设计等内容。     

钢管混凝土肋拱桥极限承载力分析

应用极限平衡理论建立了无铰拱肋极限分析的线性规划数学模型，通过实例分析了格构式钢管混凝土肋拱桥拱肋极限状态时的承载能力问题。提出了肋拱桥极限承载能力的理论计算模型，并对肋拱桥的承截潜力分析进行有益探索。     

大跨径无铰拱桥拱肋温差变位估算

为分析整体温差对大跨径无铰拱桥拱肋各控制断面变位的影响,通过对大跨径拱桥拱肋参数的取值范围统计结果,建立不同拱肋参数影响分析的有限元模型,分析了同一条件下矢跨比、跨径、拱轴系数、拱肋刚度等参数对拱肋温差变位的影响程度,提出了无铰拱桥拱肋各控制断面整体温差引起的竖向位移估算公式,并用实例模型和实测结果对估算公式进行了验证,保证规定条件下拱肋变位估算的准确性,为大跨度无铰拱桥拱肋温差变位定量分析提供了便捷的估算方法。     

一种完全式拱铰的设计与分析

本介绍了应用在昆山玉峰大桥主拱拱脚处的一种完全铰式的拱铰,详细阐述了它的构造和功能。采用半理论半经验公式及非线性有限元接触分析两种方法对其进行分析计算,并指出半理论半经验公式计算结果的保守。非线性有限元接触分析的结果表明此拱铰完全满足构造和受力的要求。可作为其他桥梁特别是拱桥的关键连接部位设计的参考。     

增设RC拱肋加固圬工拱桥的设计要点及理论分析

提出了采用钢筋混凝土拱肋加固圬工拱桥结构的方法。以某上承式实腹圬工拱桥为实例,根据其病害的主要特点,结合对原桥承载能力的计算分析结果,采用增设钢筋混凝土拱肋的加固设计方案。然后,建立原拱圈采用板单元和新增拱肋采用杆系单元的有限元计算模型对加固后桥梁承载能力进行了理论分析,结果表明,加固后桥梁承载能力满足公路-Ⅱ级荷载。     

基于钢管混凝土拱桥检测结果的主拱肋病害评估

为探讨钢管混凝土拱桥核心受力部位主拱肋病害(钢管中混凝土发生空洞,脱粘等)的评估及加固方法,以某既有钢管混凝土拱桥(上承式有推力无铰拱桥,净跨160 m)为背景,通过敲击法和超声法相结合对钢管拱混凝土密实度进行检测,通过动、静载试验对桥梁整体结构受力性能进行测试.基于实测结构受力行为,利用有限元软件对主拱肋钢管混凝土不同状态下的应力进行分析,以此为参照,对主拱肋病害进行评估分析.评估结果表明,主拱肋的主要病害为钢管混凝土的脱粘而产生的混凝土局部受力截面削弱,主拱肋跨中截面应力校验系数的异常偏大仅为结构局部病害.基于评估结果提出以压浆的方式进行拱肋加固,加固后的结构整体受力能满足设计荷载要求.     

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。     

厚覆盖层地基上大跨拱桥拱座设计

无铰拱的拱脚变位对拱桥内力影响显著,在厚覆盖层地基上选择合适的拱座形式以减小拱脚变位十分重要。介绍大宁河特大桥拱座设计的选型思路和概况,并对2个主要的拱座形式进行了力学分析,根据分析结果推荐了合理的拱座形式。     

用体系转换法加固明星桥

明星桥为七孔小跨径无铰拱桥,1978年建成,由于开裂严重未能交付使用。1983年底对该桥进行了现场观测和承载力试验,提出了加固方案,加固后情况良好。通过对该桥加固方案的讨论和比较,发现用“体系转换法”加固危桥或改造旧桥是一个比较好的方案。     

环向预应力钢绞线加固RC拱肋力学性能试验

通过RC方柱偏压试验和RC拱肋面内受力全过程试验，对环向预应力钢绞线（LPSW）加固拱桥方法进行研究。对相对偏心距分别为0，0.25，0.5的3类RC方柱进行偏心受压试验，偏心试验表明：RC方柱加固后，预应力钢绞线先于箍筋约束混凝土，有效抑制了混凝土裂缝的纵向开展，预应力钢绞线及箍筋之间具有良好的变形协调性；LPSW加固柱承载力提高了3%～34%，LPSW加固技术适合于小偏心受压结构，偏心距越小，增强效果越明显。在偏压试验基础上，拓展了LPSW加固RC拱肋的模型试验，对LPSW加固模型拱荷载-挠度曲线、截面应变和结构破坏模式等方面进行分析。拱肋试验表明：LPSW拱肋受力过程和破坏模式与RC拱肋相似，分为弹性阶段、裂缝开展阶段和钢筋屈服阶段，最终因出现5个塑性铰形成机构而呈塑性破坏。由于环向预应力钢绞线约束，使RC拱肋提前处于3向受压应力状态，横向膨胀受到约束，避免拱肋出现拉应力，加固拱肋的初裂荷载、钢筋屈服荷载和极限荷载为未加固拱的2倍、1.6倍和1.47倍。基于偏压柱及拱肋试验结果，利用弹塑性失稳理论的等效梁柱法，建立LPSW加固拱肋极限承载力的计算公式，计算值与试验值吻合较好，且偏于安全，可用于评估实际加固拱桥的承载能力。     

500 m级钢管拱桥成拱计算与控制方法

在大跨径的钢管混凝土拱桥中，钢管拱肋的斜拉扣挂成拱过程面临计算困难、大悬臂结构频繁调整、成拱状态偏离等难题。在成拱的理论计算方面，引入了基于无应力参数精确控制的成拱控制方法，明确了大跨径钢管拱斜拉扣挂施工过程控制目标。基于该控制方法，构建了钢管拱桥的成拱计算理论方法。该计算理论首次给出了钢管拱肋合龙前后的力学状态联系方程，建立了成拱后拱肋线形误差与施工过程索力的数学关系，构建了同时考虑施工全过程约束条件与成拱后线形偏差的一次调索优化模型。该一次调索优化模型可在任意给定的成拱线形误差范围和施工过程中的塔偏、封铰、合龙等耦合约束条件下，求解最优的扣背索一次张拉索力。在成拱施工控制方面，首次提出采用三维扫描技术进行大型钢管拱肋的无应力参数精确控制与检测方法，给出了详细的封铰控制、拱肋节段无应力参数控制和合龙控制的具体实施方法。在跨径为507 m的合江长江公路大桥的建设全过程,采用了所提出成拱计算理论与控制方法。实践表明:所提出的成拱计算理论具有控制目标少、计算目标明确、索力分布与张拉最优的优点；所提出的控制方法确保了钢管拱肋制造与安装无应力尺寸的精度，极大地减少了施工过程中拱肋线形误差调整次数。大桥拱肋成拱后实测结果表明，拱肋线形与应力状态与一次落架状态吻合良好。     

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     

大跨桁架拱桥试验荷载下的静力分析

通过某大跨桁架拱桥试验荷载下的拱顶挠度和应计计算值与实测结果的对比分析，指出该桥已处在不完全的工作状况之下，有待维修加固，以提高其正常的承载能力，计算中用力法原理求解二铰桁架拱，并按弹性支承连续梁法计算荷载的横向分布。     

“释能法”加固石拱桥结构模型试验研究

针对旧老石拱桥承载力不足、常规加固方法工程代价大的问题,通过模型试验研究了采用"释能法"加固对提高无铰石拱桥承载力的影响,得出了释能拱在不同荷载等级作用下的P—ε曲线。分析表明,采用释能法只是改变石拱桥拱脚的约束形式,能够改变无铰拱的受力形态,改善拱圈结构的内力分布,即能实现提高拱桥承载力的目的。表明,采用"释能法"加固石拱桥提高其承载力是可行的。