下承式系杆拱桥结构体系内力分布优化分析

为改善下承式系杆拱桥结构体系受力性能,提高设计效率,采用有限元法对下承式系杆拱桥进行力学数值分析,在不改变结构构造参数的前提下,通过研究吊杆、系杆张力和拱轴线形状对下承式系杆拱桥内力分布的影响,构建下承式系杆拱桥内力分布优化分析方法。研究结果表明:以拱肋、吊杆和系杆组成的结构体系应变能最小为目标,采用无约束优化算法可对吊杆和系杆张力进行优化;以拱肋截面偏心距最小为目标,采用三次样条插值函数进行拱轴线拟合,能快速得到与吊杆和系杆张力优化值对应的拱轴线;合适的吊杆、系杆张力和拱轴线形状,可以优化下承式系杆拱桥结构体系内力分布,提升下承式系杆拱桥结构体系安全性。     

基于响应面法的系杆拱桥吊杆初内力优化

为精确优化系杆拱桥的吊杆内力,提出基于响应面法的系杆拱桥吊杆内力优化方法,优化过程包括试验设计、有限元分析、响应面函数拟合和内力优化。以一跨72m系杆拱桥为例,选取各个吊杆初始内力作为自变量,系梁、拱肋的关键截面弯矩以及系梁关键截面位移和结构应变能作为因变量;采用Box-Behnken试验设计方法进行样本点试验设计,采用显式响应面函数拟合结构静力响应值与吊杆内力间复杂的隐式关系。确定目标函数和多约束条件,采用优化软件对多约束条件下的吊杆内力进行优化分析,给出了成桥在多约束条件下的吊杆最优初内力。研究结果表明：该方法可以很好地对系杆拱桥吊杆初内力进行优化,为系杆拱桥的设计和施工控制提供指导。     

系杆拱桥吊杆张拉方案对结构受力特性影响分析

系杆拱桥是组合体系中的一种柔性系杆刚性拱。吊杆的安装与张拉是系杆拱桥施工中至关重要的环节,拱肋为主要受压构件。系梁的刚性较一般的梁要小,吊杆的张拉力不同、张拉顺序不同会对系梁体内应力和拱肋内力分布及大小产生不同的影响。为保证系杆拱桥成桥后梁体应力满足规范限值并使拱肋受力合理,探讨了吊杆的最优张拉方案。文中以兰新二线乌鲁木齐河特大桥为工程背景,通过有限元模型和室内模型试验研究了四种工况下对梁体应力及拱肋受力特性的影响。研究发现:在不同张拉顺序及张拉力下,梁体和拱肋受力并不能同时达到最优,就一种工况而言,在梁体应力合理的同时拱肋就会出现受力不理想的情况;同样,当拱肋安全储备较大时梁体应力就会出现超出规范限制的现象。在具体施工时应综合考虑拱肋、梁体及索力分布情况,并结合现场和施工难度选择相应的施工方案。     

印尼Tayan大桥钢桁架主拱整体提升安装施工方法介绍

介绍印尼Tayan大桥主桥钢桁架主拱的整体提升安装技术,对主拱提升塔架的施工方案、整体提升段分段拼装工艺、提升过程控制、主拱合龙方法、桥道系安装和吊杆安装等几个方面进行阐述。     

市政管线入廊经济性分析

系杆拱桥成桥状态的合理与否直接关系到桥梁合理施工阶段的确定及成桥运营阶段的安全。本文通过对刚性支承连续梁法、弯曲能量最小法和相对刚度变化法在系杆拱桥合理成桥状态确定中的应用中的介绍,并通过某钢管混凝土系杆拱桥工程案例的有限元分析,对比分析了不同计算理论下的吊杆、系杆和拱肋内力和系杆位移状态,结果显示相较于其它两种方法,相对刚度变化法均能实现拱桥结构性能最合理状态。     

汕头市光华钢管混凝土系杆拱桥设计

汕头市光华桥是一座跨径63.8m、桥宽30m的下承式钢管混凝土系杆拱桥，本文介绍该桥的总体设计，以及拱肋、拱脚、系梁、吊杆、风撑等系杆拱桥主要构件的设计特点，简述系杆拱桥的内力特性及施工概况。     

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。     

钢桁架提篮系杆拱桥索力监控

利用MIDAS/Civil有限元软件,建立了主跨45 m的钢桁架提篮系杆拱桥的三维精细化施工全过程格子梁主梁有限元仿真模型。针对首次采用实心钢拉杆作为拱桥吊杆的系杆拱结构,从三维有限元模型中提取吊杆张拉影响矩阵。通过数显扭力扳手张拉吊杆,结合修正的频率法对吊杆拉力的测试,以及对主梁、拱肋关键截面的应力监测,成功实现了桥梁的体系转换。实测结果表明,桥梁线形、吊杆拉力、主梁及拱肋内力与设计期望值的误差均在设计允许范围内。文章研究方法与所得结论可为同类桥梁的建造提供借鉴。     

系杆拱桥合理成桥状态研究分析

系杆拱桥成桥状态的合理与否直接关系到桥梁合理施工阶段的确定及成桥运营阶段的安全.现通过对刚性支承连续梁法、最小弯曲能量法和相对刚度变化法在系杆拱桥合理成桥状态确定中的应用的介绍,并通过某钢管混凝土系杆拱桥工程案例的有限元分析,对比分析了不同计算理论下的吊杆、系杆和拱肋内力和系杆位移状态,结果显示相较于其它两种方法,相对...     

济南齐鲁黄河大桥420 m跨网状吊杆系杆拱桥设计

济南齐鲁黄河大桥主桥采用(95+280) m+420 m+(280+95) m三连拱网状吊杆系杆拱桥。420 m主跨拱肋矢高69.5 m,矢跨比1/6,拱轴线为抛物线。拱肋在拱脚分离,在拱顶连接交汇成整体,拱肋横撑采用一字撑。系梁采用钢-混组合梁,钢梁采用扁平钢箱梁,机动车道范围正交异性钢桥面上铺设厚120 mm的C50纤维混凝土桥面板,轨道交通及人行道、非机动车道区域均为钢桥面系。主跨共88根吊杆,吊杆在梁上标准间距9 m,顺桥向倾角约60°。吊杆均采用55-?15.2 mm高应力幅环氧涂层钢绞线,钢绞线标准抗拉强度1 860 MPa。吊杆在拱上采用销接式叉耳板锚固,在梁上张拉端采用带球铰的冷铸锚锚固。该桥具有跨度大、桥面宽、公轨合建等特点,采用网状吊杆布置、高应力幅吊杆体系、组合桥面板系梁等创新设计,桥梁结构安全、合理、经济。     

某钢管混凝土系杆拱桥吊杆断裂影响分析

为提高钢管混凝土系杆拱桥的结构安全性,给桥梁加固提供依据,以某三跨下承式钢筋混凝土系杆拱桥为背景,采用有限元法建模,通过模拟某系杆拱桥单根吊杆或2根吊杆突然断裂情况,分析桥梁的内力和变形状态。结果表明:刚性拱刚性系梁结构,整体刚度大,单根或2根吊杆断裂,结构整体性没有遭到破坏;吊杆一般不会发生连锁断裂;系梁一般不会发生裂缝迅速开展等事故,但会产生局部裂缝或引起既有裂缝的延伸;内力变化端横梁大于中横梁;单根或2根吊杆失效对全桥的变形影响不大;跨中和1/4跨附近处的吊杆是养护重点。     

确定P.C系杆拱桥吊杆初始张拉力方法及施工控制

在设计P．C系杆拱桥时，合理地确定柔性吊杆在全部恒载作用下的钢束初始张拉力是一项重要和比较困难的工作。合理的吊杆索力可以使系杆所受弯矩布置均匀和合适。本文利用力的平衡概念推导出一种以系杆拱桥的系杆为相应刚性支承连续梁弯矩为目标控制量的吊杆钢束初始张拉力的确定方法，同时考虑了整体结构与预应力钢筋的作用。有了目标控制量后，如何在每一施工阶段或在确定的某一状态下张拉吊杆预应力钢束又是一项较为重要的工作。本文解决吊杆分阶段张拉的施工控制程序，使施工张拉过程简单明确，能较为准确地使系杆达到期望的内力状态和合适的线形要求，最终使成桥状态达到满意的结果，为大跨径系杆拱桥的设计与施工提供一种参考方法。     

225m大跨度系杆拱桥系梁安装施工技术

蒲山大桥为主跨225 m系杆拱桥,主桥采用刚性系杆钢管混凝土桁架拱结构,横向设置3片拱肋,桥面系对应设置3道纵系梁,系梁采用预应力混凝土箱形结构。系梁采用预制法施工,采用大跨度高架龙门吊机吊装。系梁主要施工流程为:施工准备;基础施工;系梁、龙门吊支架半成品加工;系梁及龙门吊支架安装,龙门吊工厂改造;2台75 t龙门吊安装;系梁平车运输;节段系梁吊装、调整。其中,系梁安装时支架设计的安全保证和成本控制及安装线形的控制、系梁安装时钢筋的同轴搭接是施工中的难点。该桥系杆拱桥系梁的安装作业经过25 d时间顺利完工。     

刚性系杆拱桥更换吊杆的施工监控

琼州大桥主桥为(88+98+108+98+88)m下承式钢管混凝土系杆拱桥,该桥5跨为互相独立的无推力外部静定体系,拱肋均为钢管混凝土哑铃形断面,共118根吊杆,下锚头部位锈蚀程度严重的8根吊杆采用临时兜吊系统进行更换施工。为保证吊杆更换施工中结构受力合理及安全,采用吊杆内力和桥面标高双控制原则,对吊杆更换过程进行施工监控。利用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型模拟吊杆更换施工,对吊杆拉力及桥面标高进行分析。结果表明:更换吊杆后桥面各项指标均在控制范围以内,且满足桥梁设计规范要求。     

飞燕式系杆拱桥施工关键工序控制分析

飞燕式系杆拱桥是在主拱两侧各设置一个半拱结构,通过系杆的张拉给边拱肋施加水平力,从而形成自平衡体系,有效平衡主拱拱脚的水平推力,使拱桥可不受地形地质限制,提高了该类型拱桥的跨越能力。本文以一座跨径组合为(22+80+22)m系杆拱桥为例,对该桥施工过程中的关键工序,系杆施工及吊杆张拉顺序进行了分析控制,并通过建立有限元模型对施工过程进行了仿真模拟,最终确定了合理的系杆和吊杆张拉顺序,分析方法可供类似工程借鉴。     

确定系杆拱桥吊杆初始张拉力方案及施工控制

利用力学的平衡条件,推导出一种以系杆拱桥的系杆为相应刚性支承连续梁弯矩为目标控制量的吊杆钢束初始张拉力的确定方法,同时考虑整体结构与预应力钢筋的作用。利用得到的目标控制量,实现在每一施工阶段或在确定的某一状态下对吊杆的张拉。得到吊杆与阶段张拉的施工控制程序,该程序使施工张拉过程简单明确,能较为准确地使系杆达到期望的内力状态和合适的线形要求,最终使成桥状态达到满意的结果,为大跨径系杆拱桥的设计与施工提供一种参考方法。     

反对称钢筋混凝土拱肋异型系杆拱桥施工控制技术

上海大庆桥为跨径60m的异型系杆拱桥,主拱横桥向反对称布置2片C50钢筋混凝土拱肋。该桥采用"先梁后拱"方案施工,即先采用满堂支架现浇系梁并张拉预应力,再在支架上现浇拱肋。在该桥施工中,先张拉吊杆再进行拱肋脱架,以改善裸拱圈在自重作用下的不利受力问题;在横梁与系梁间设置后浇带,以缓解横梁在顺桥向的受剪状态;在主梁支架拆除后再将桥面板与系梁、横梁联结,以减少桥面板参与系梁受力;吊杆采用三轮张拉方案,吊杆在拱肋脱架前进行首轮张拉,在系梁、横梁联结后进行第2轮张拉,第2轮张拉后拆除主梁支架,在桥面系施工后进行第3轮张拉;拱肋变形较大部位的吊杆先张拉,反之后张拉。该桥成桥后的结构线形与内力均满足设计要求。     

钢管混凝土系杆拱桥吊杆布置形式对结构稳定与动力性能的影响

钢管混凝土系杆拱桥通过吊杆将桥道系和拱肋联成整体,共同承受荷载。吊杆的布置形式对结构力学性能有较大的影响。对一座钢管混凝土系杆拱桥进行计算分析,比较了直吊杆和3种斜吊杆布置形式下结构的稳定与动力性能。结果表明,采用斜吊杆可提高系杆拱桥面内刚度,减少地震作用下面内位移。     

衢江大桥Y腿刚构系杆拱桥设计

衢江大桥主桥为Y腿刚构单拱肋系杆拱桥，主桥孔跨布置为(50 120 50)m，拱肋、边跨主梁与Y形主墩刚性连接，边、中跨主梁设牛腿相连，中跨100m主梁通过吊杆与主拱相连，拱肋为钢箱拱，拱趾设水平系杆。主要介绍主桥结构特点、结构分析和施工方法。     

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。