矢跨比对中承式钢桁架拱桥静力影响分析

以某中承式钢桁架拱桥工程为研究背景,基于Midas/Civil有限元计算软件,建立桥梁结构空间模型,针对不同矢跨比情形下钢桁架拱桥结构进行静力分析,得出结论:(1)拱肋的上下弦杆轴力及应力、跨中挠度均随着矢跨比的增大逐渐减小;(2)主纵梁的跨中弯矩和拉应力均随着矢跨比增大逐渐减小,而主纵梁负弯矩与压应力随之呈先减后增变化;(3)由于1~#吊杆处于梁拱结合段且为刚性吊杆,其轴应力增幅变化较其他吊杆更为显著。     

斜跨异型拱桥的设计与分析

斜跨异型拱桥造型新颖别致,适合于城市景观桥梁．文中以张家口通泰大桥为工程背景,介绍斜跨异型拱桥的设计方法,分析斜跨拱桥的静力特性和稳定性．建立空间有限元计算模型,分别得到拱肋和主梁在最不利荷载组合下的应力包络图,以及拱肋在各阶段的稳定系数．计算结果分析得到,由于吊索不平衡水平分力和风荷载作用,横向荷载是斜跨异型拱的控制荷载．     

异型钢拱桥拱肋梯度温度效应分析

本文以通泰大桥为依托,结合当地气候条件,采用有限元方法,对拱肋梯度温度效应进行分析。由分析可知,梯度温度作用下,拱肋出现上挠变形,桥梁结构整体变形减小;拱肋、主梁及吊索均出现应力增大现象,但应力增幅较小,桥梁结构处于安全范围。     

钢管坦拱桥拱上建筑联合作用分析

矢跨比小与1/5的拱桥通常称之为坦拱桥,该类拱桥的受力模式兼具梁桥受弯以及拱桥受压的特点。以一座钢管坦拱桥为工程背景,建立了有限元模型,对不同的加载模式下拱上建筑的联合作用进行了数值分析。结果表明:跨中部分拱上建筑的联合作用非常明显,其显著降低了未灌注混凝土拱肋部分的应力水平及挠度;在拱脚附近的拱上建筑联合作用较弱,仅对拱脚附近的拱肋应力水平有部分改善。该钢管坦拱桥结构受力合理,可为同类桥梁的设计提供借鉴和参考。     

斜跨钢拱桥拱肋锚固区受力分析及设计优化

结合大连金州某斜跨钢拱桥的设计,分析斜跨钢拱桥拱肋锚固区的构造特点,建立钢锚箱结构的有限元模型,采用空间有限元法对拱肋钢锚箱节段模型进行仿真分析,给出了钢锚箱的应力分布特点。分析表明：在钢锚箱基本板件组合的基础上,横隔板外侧采取相应的补强设计,部分区域虽存在一定程度的应力集中,但整体性能好,索力传递流畅,吊索索力能较合理地分散到钢拱肋上。     

大跨径钢管混凝土桥梁拓扑易损性分析研究

以某中承式钢管混凝土肋拱桥为例,利用有限元软件,分析了桥梁的拓扑易损性特点,并着重分析了单根吊杆断裂、上下游各一根吊杆断裂、同侧双吊杆断裂情况下桥梁的桥面位移和易损性,得到以下结论:在S15Y吊杆(跨中位置)、S15Y、X15Y吊杆(上下游各一根吊杆)以及S15Z、S15Y吊杆(同侧双吊杆)断裂瞬间,桥面相比于静态时挠度分别增加了22.2 mm、25.2 mm和74.5 mm,之后桥面又缓慢上浮并于40 s前后逐渐趋于平衡,即同侧双吊杆带来的危害更大。对于短吊杆断裂,易损性值较小,而长吊杆断裂时易损值较大,即长吊杆断裂对桥面稳定带来的影响更大;相比于短吊杆断裂,上下游各一根吊杆断裂时的易损性更高。     

基于纤维单元的斜跨异型拱桥极限承载力分析

斜跨异型拱桥拱肋同时受到面内和面外索力作用,为双向压弯构件,受力具有明显空间特征.采用梁单元纤维模型材料非线性方法,同时考虑几何非线性,对张家口通泰大桥进行极限承载能力全过程分析.随着荷载的不断增加,吊索逐根达到承载极限;拱肋同时发生面内、面外变形;一侧拱脚附近截面在轴力和面内、面外弯矩的共同作用下,逐步进入塑性;最后吊索全部屈服,主梁受力接近于简支梁,跨中截面形成塑性铰,全桥结构达到承载极限.纤维模型能够准确模拟拱肋双向压弯荷载下截面逐步进入塑性的全过程,适用于复杂受力构件梁单元材料非线性计算.     

简支下承式钢管混凝土系杆拱桥稳定性参数研究

针对简支下承式系杆拱桥拱肋较高而导致的结构稳定性问题，以简支下承式钢管混凝土系杆拱桥为例，结合midas Civil有限元软件建立三维空间模型，研究拱肋之间的横撑连接形式、拱肋矢跨比、拱肋刚度、拱肋倾角以及吊杆布置形式等参数对结构空间稳定性方面的影响规律。结果表明，拱肋横撑连接形式、拱肋矢跨比、拱肋刚度以及拱肋倾角均对结构的空间稳定性影响很大，而吊杆布置形式对结构空间稳定性影响很小，变化幅度仅为8.8%,因此在拱桥设计过程中需要对这些参数的取值进行对比分析，避免导致结构失稳出现安全事故。     

千米级缆拱组合桥概念设计研究

采用给拱肋卸载及悬索桥不设锚碇的理念,提出一种新的桥梁结构体系——缆拱组合桥,其主要由主拱、主缆、主塔、边拱及主梁组成。通过选取适宜的垂跨比、矢跨比、拱轴线等参数来调整拱和缆分担主跨桥面荷载的比例,让缆承担更多荷载,从而拱肋得到大幅度卸载,既降低了其应力水平,又提高了稳定性,使缆拱桥的跨径可以超越拱桥。以1 008 m跨径为例,对缆拱桥进行概念设计,并通过有限元研究其结构强度、刚度、稳定性等问题。研究表明:缆拱桥不仅保留了悬索桥承载力高、拱桥刚度大的特点,同时还具有一定的美学价值。     

朝阳凌凤钢管混凝土拱桥静荷载试验

对朝阳的一座540m钢管混凝土拱桥,进行了通车前的静载试验,试验内容不仅包括常规荷载试验的拱肋截面、吊杆应力测试;跨中挠度测试;拱脚位移测试;还进行了平截面假定试验,了解了该桥在建成后的工作状态和安全承载能力。     

朝阳凌凤钢管混凝土拱桥静荷载试验

对朝阳的一座540m钢管混凝土拱桥，进行了通车前的静载试验，试验内容不仅包括常规荷载试验的拱肋截面、吊杆应力测试；跨中挠度测试；拱脚位移测试；还进行了平截面假定试验，了解了该桥在建成后的工作状态和安全承载能力。     

飞燕式钢管混凝土拱桥稳定性影响因素分析

利用大型通用有限元软件建立某飞燕式钢管混凝拱桥的结构计算模型,对其成桥阶段各工况的稳定性进行数值模拟分析,计算线弹性、几何非线性及材料非线性稳定安全系数并比较其对稳定性的影响程度;同时,对影响飞燕式钢管混凝土拱桥稳定性的主要因素展开讨论,计算分析拱轴系数、矢跨比、宽跨比、拱肋刚度、吊杆刚度、吊杆非保向力以及风撑的数量、形式和刚度等各类因素对此类桥梁稳定的影响,研究不同取值状况下结构稳定的影响因素取值或形式的合理范围.     

吊杆在桥梁工程中的应用研究

吊杆是中、下承式拱桥的主要受力与传力构件,起到承上启下的作用。吊杆拱桥通过吊杆将梁和拱两种基本构件组合来共同受力,使梁和桥面板的受力通过吊杆传递到拱肋,再通过拱肋传递到下部结构,兼具梁桥对地基的强适应能力和拱桥的较大跨越能力。对吊杆在桥梁中的分类及其特点进行了详细的分析,研究了吊杆在不同桥型中的应用情况以及所存在的问题,并针对存在的问题提出了建议,对今后类似的桥梁加固设计及施工提供参考。     

异型拱桥自振特性影响因素分析

结合工程实际建立了拱肋跨径180 m,主梁跨径190 m,矢跨比0.34,平面半径R=600 m的拱肋斜跨主梁的异型拱桥——张家口清水河通泰大桥的有限元模型,分析了矢跨比、主梁中心线与拱肋中心线之间的夹角、宽跨比对自振特性的影响。     

铁路钢管混凝土系杆拱桥施工过程监控及受力性能分析

以某铁路钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,采用Midas软件,根据施工过程建立了有限元模型,对各施工阶段拱肋、系梁和吊杆的应力和变形进行了分析。对该拱桥进行了应力及线形施工监控,详细介绍了监控方法及测点布置方案,并将实测值与数值计算结果进行了对比。结果表明:拆除系梁支架后系梁和拱肋的挠度增加幅度明显;随着拱桥整体刚度的增大,系梁压应力下降,拱肋压应力增加,体现出系杆拱桥的受力特征;系梁和拱肋的实测应力和位移均与有限元计算结果比较吻合,说明施工监测方案合理,可为同类结构的施工监测提供参考。     

哈大高速铁路钢箱叠合拱桥拱脚局部应力分析

对我国高速铁路上的第一座大跨钢箱叠合拱桥哈大高速铁路138 m新开河桥进行了拱脚结构局部应力分析.根据圣维南原理,运用ANSYS有限元计算软件,利用壳单元和梁单元建立了精细的系梁-拱肋-吊杆-横梁的空间计算模型,根据结构的实际情况模拟边界及荷载,对桥梁结构在恒载及客运专线活载作用下拱脚位置的应力分布情况进行了分析.计算结果表明：新开河桥拱脚的支座顶板部位和钢箱系梁变截面位置的应力较大,虽然未出现超过材料屈服应力的现象,但是为了保证桥梁使用的安全,在设计和施工中应加以重视.     

某大跨径人行景观钢拱桥设计

人行桥主桥采用(12+120+12) m中承式钢系杆拱桥,总宽9m。拱肋采用1. 7次抛物线无铰拱,桥面以上拱肋采用钢箱断面,桥面以下拱肋采用钢桁架。主梁兼做系杆,采用分离式钢箱梁断面,主梁在拱肋相交处开孔供拱肋穿过桥面,并设置牛腿将主梁搁置在拱肋上。主桥端部设置撑杆及拉杆以平衡部分主拱的水平力。本文对该桥的主要设计特点进行介绍。     

中、下承式拱桥悬吊桥面系强健性加固试验

为增强中、下承式拱桥悬吊桥面系的强健性,以无纵桥向加劲梁的中、下承式拱桥悬吊桥面系为研究对象,提出了一种采用钢管桁架加劲纵梁的悬吊桥面系强健性加固结构,对比分析了悬吊桥面系强健性加固前后吊杆断裂时剩余结构的动力响应;开展了钢管桁架加劲纵梁强健性加固结构模型试验和有限元分析,研究了吊杆断裂后加固结构的受力性能与破坏模式;讨论了精轧螺纹钢筋预紧力、开孔钢板厚度和材质对强健性加固结构受力性能的影响。研究结果表明:采用钢管桁架加劲纵梁加固悬吊桥面系后,长(短)吊杆断裂时桥面系最大竖向位移与应力分别降低了1.30(1.31)和3.31(1.99)倍,与断裂吊杆相邻的吊杆的最大索力降低了1.25(1.25)倍;在弹塑性阶段,钢管桁架加劲纵梁加固结构的开孔钢板发生弯曲变形,横梁下排植筋破坏,达到极限荷载时,中间下侧加劲钢板与开孔钢板间的焊缝发生断裂,随后下弦管与开孔钢板间的焊缝出现开裂而丧失承载能力;精扎螺纹钢筋合理预紧力为50 kN,开孔钢板合理厚度为20 mm;开孔钢板的材质从Q235提高至Q345时加固结构极限荷载增加了11.9%,说明提高开孔钢板的材质强度可有效提高加固构造的极限承载力。综上所述,采用钢管桁架加劲纵梁加固中、下承式拱桥悬吊桥面系可有效增强其强健性。      

钢管拱肋桥吊索索力调整施工技术

本工程为浙江省象山县环石浦港陆岛交通工程三门口跨海大桥,主要包括北门和中门两座提篮拱桥,主拱肋轴线跨度为270 m,矢高54 m,矢跨比为1/5,吊杆间距8 m.拱肋拱轴线采用悬链线,拱轴系数1.543,拱肋轴线间距:拱脚处为22 m,拱顶处为6.969 m,拱肋内倾角为8°.横梁共计25根,为预应力混凝土结构T型梁,湿接缝采用C50无收缩混凝土.     

钢箱斜跨拱桥的稳定分析

以实际工程为背景,建立空间钢箱斜跨拱桥有限元模型,通过对其临界荷载系数的求解,对全桥稳定性进行分析。就主梁、拱肋静风荷载,活载偏载,杆非保向力作用,拱肋、主梁刚度等影响因素进行分析对比,并给出这种异型拱桥稳定性的一些特点。