悬索线无铰拱桥自重内力实用计算方法研究

鉴于影响线加载法计算效率低和有限元法建模工作量大,无铰拱桥自重内力无法进行简便计算。基于桥面系作用主拱圈荷载的等效膜张力假定,采用解析法对悬索线无铰拱桥自重内力进行求解,得出实用公式,并用实桥算例验证了该方法。     

箱肋拱桥的加固方法研究及分析

某箱肋拱桥主拱圈出现了大量的裂缝,荷载试验结果表明结构刚度偏低、冲击系数偏大。为了解决以上问题,通过增设拱肋之间的斜撑以增强横向联系,加强结构的整体性,并结合空间梁格有限元模型分析对比了加固前后的拱圈内力变化情况。结果表明,增设斜撑后,活载内力将下降20%左右,效果明显。     

箱肋拱桥的加固方法研究及分析

某箱肋拱桥主拱圈出现了大量的裂缝,荷载试验结果表明结构刚度偏低、冲击系数偏大。为了解决以上问题,通过增设拱肋之间的斜撑以增强横向联系,加强结构的整体性,并结合空间梁格有限元模型分析对比了加固前后的拱圈内力变化情况。结果表明,增设斜撑后,活载内力将下降20%左右,效果明显。     

拱桥计算程序

为了加快主拱圈座标，拱上建筑尺寸和结构承载能力的计算，减少繁琐，利用卡西欧fx-4500P计算器可编程序并根据现行的《公路桥涵设计规范》编制了一套拱桥计算程序，该程序适用于悬链线砖石，混凝土拱桥的主拱圈座标，荷载内力和主拱圈正截面强度验算。     

竖向地震作用对上承式拱桥的影响

以一座跨径131 m的实际钢筋混凝土箱板拱桥为基础,建立了全桥计算模型,沿顺桥向、横桥向单向和多向输入地震反应谱,采用反应谱法计算了该桥的地震反应。通过改变反应谱输入方式和该桥的矢跨比、拱轴系数,计算了不同矢跨比、不同拱轴系数下主拱圈地震内力,比较分析了在竖向地震作用影响下,主拱圈地震内力的差别。研究结果表明,对于大跨度上承式箱板拱桥,竖向地震作用对拱圈的地震内力是有放大影响的,不考虑竖向地震作用的影响是不合理的。     

空腹式拱桥新型拱轴线研究

将常规线型作为空腹式拱桥的拱轴线,有着方法上和理论上的不完善.基于空腹式拱桥的实际恒载分布,提出将主拱圈自重与行车道系自重之和的压力线作为拱轴线,由受力平衡微分方程,使用四阶Runge-Kutta法进行求解,提出用悬索线与抛物线的组合作为空腹式拱桥新型拱轴线,通过数学分析、拱轴线坐标、主拱圈内力和实际算例,验证了其合理性.     

竖向地震作用对上承式拱桥的影响

以一座跨径131 m的实际钢筋混凝土箱板拱桥为基础,建立了全桥计算模型,沿顺桥向、横桥向单向和多向输入地震反应谱,采用反应谱法计算了该桥的地震反应。通过改变反应谱输入方式和该桥的矢跨比、拱轴系数,计算了不同矢跨比、不同拱轴系数下主拱圈地震内力,比较分析了在竖向地震作用影响下,主拱圈地震内力的差别。研究结果表明,对于大跨度上承式箱板拱桥,竖向地震作用对拱圈的地震内力是有放大影响的,不考虑竖向地震作用的影响是不合理的。     

日照温差对圬工拱桥应力的影响模拟分析

日照温差对桥梁结构的内力有重大影响。对圬工拱桥主拱圈进行空间有限元分析,通过对主拱圈施加局部温度作用,计算和比较结构在温度梯度和局部整体升温的状态下的应力分布特征,得出相应规律,并解释部分拱圈病害的形成机理,为今后相关桥梁的设计养护提供一定参考。     

沙坨特大桥高温合龙结构内力调整研究

为解决钢筋混凝土拱桥高温合龙后降温效应在主拱圈产生的较大的次内力问题,本文以沙坨特大桥为工程背景,基于最小二乘法原理,讨论主拱圈配重及顶推对主拱圈内力的影响规律,采用影响矩阵法计算得出顶推力值。研究结果表明对主拱圈施加顶推力能有效抵消高温合龙后拱圈产生的次内力,为同类型工程提供参考。     

预应力折线形铰接钢拱加固拱桥技术试验研究

以新疆某旧拱桥为工程背景,建立其主拱圈缩尺模型,对比分析了缩尺模型在模拟自重荷载作用下,采用预应力折线形铰接钢拱加固前后主要控制截面的应变、挠度及拱圈弯曲能等指标的变化。缩尺模型经加固后,拱圈控制截面的应力水平总体比加固前明显减小;加固对拱轴线形可起到明显的调整作用,且加固后拱圈弯曲能量减少了81%。实验结果表明,预应力折线形铰接钢拱能够有效分担和改善拱肋的自重内力,从而显著提高其抗压承载力。该加固技术对改善类似拱轴线形不佳或自重内力条件不利的上承式拱桥的承载力和使用性能效果显著,可作为拱桥加固的备选技术方案。     

混凝土拱桥悬臂浇筑施工力学性能研究

为控制悬臂浇筑混凝土拱桥施工内力及变形,运用大型有限元分析软件ANSYS自带的零阶优化法,基于扣索一次张拉法开展混凝土拱桥悬浇施工力学性能研究,主要分析了悬浇长度、挂蓝构造形式、预应力、扣索锚固位置对拱圈施工内力及变形影响。结果表明:改变节段长度和扣索锚固位置对拱圈施工内力影响不大,在拱圈顶板设置预应力能有效减小施工内力,但对施工变形影响不大,挂篮构造形式对主拱圈施工内力及变形影响均较大,悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥建议采用前支点挂篮施工。     

上承式钢筋混凝土空腹箱拱桥设计

以贵州下大山大桥为工程背景,详细介绍了上承式钢筋混凝土空腹无铰拱桥的计算模型以及相关设计参数的取用。采用Midas/Civil计算软件建立有限元模型,通过选取不同拱轴系数m对主拱圈内力进行比较,同时对主拱圈的承载能力进行验算和稳定性分析,得出有意义的结论,可为相似结构桥梁设计提供借鉴。     

大跨径贝雷拱架与拱圈联合承力分析

大跨径拱桥主拱圈采用贝雷拱架现浇施工时,受贝雷拱架强度及刚度限制,一般采用分环法,若分环不合理易造成拱架失稳导致安全事故发生.结合110 m跨径箱肋拱桥主拱圈采用贝雷拱架分环现浇施工,数值模拟分析主拱圈分环、加载拱圈、已成环拱体与贝雷拱架联合承力特性,为科学分环提供参考,通过工程实例进行验证,确认其安全可行.     

纵向激励下大跨钢桁拱桥高阶振型效应分析

为研究大跨度钢桁拱桥在线弹性地震作用下主拱圈的高阶振型贡献规律,以某490 m上承式钢桁拱桥为研究对象,采用Midas Civil软件建立有限元动力计算模型,基于时程分析振型叠加法的基本原理,沿纵桥向以3条不同强度的地震动作为输入,分离计算出高阶振型响应,依据定义的振型贡献率指标,绘制了拱桥主拱圈上、下弦杆振型内力贡献...     

基于组合截面分析的拱桥加固效果评价

针对拱桥加固的二次受力特性,分析了加固后拱圈组合截面内力分配情况;运用荷载置换率和加固层利用率分别对原拱圈和加固层拱圈进行分析,完成加固效果评价。依托实际工程,进行有限元分析,证实了基于组合截面分析的拱桥加固效果评价方法的合理性、直观性,对于同类型桥梁的加固效果评价具有一定的参考价值。     

朝阳奎德素大桥主拱圈改建施工方法

主拱圈是拱桥的主要承重构件,主拱圈的安全与否直接关系到拱桥的安全状况。在旧桥加固中,石拱桥加固将是一项重要任务。对主拱圈病害机理的研究将会促进拱桥旧桥的加固,更好的为拱桥旧桥加固事业做出贡献。主拱圈开裂严重影响桥梁的安全,其形式主要有横向开裂、纵向开裂与斜裂缝。本文重点介绍对朝阳奎德素大桥主拱圈改建施工的破坏形态分析,大部分集中在主拱圈的破坏形态分析上。     

桥台水平位移对拱桥极限承载能力的影响

桥台水平位移会使主拱圈产生竖向挠度,并且产生的附加内力使得主拱圈某些关键截面受力更加不利,影响拱桥的极限承载能力;通过有限元软件Midas Civil建立钢筋混凝土钢架拱桥平面杆系模型,对桥台施加不同的水平位移,观察各关键截面位移及内力和抗力的变化;最终确定该拱桥的满足极限承载能力的水平位移限值,并以此为依据指导该桥施工.     

大跨度活性粉末混凝土拱桥试设计

以主跨420 m的万州长江大桥作为原型,进行了大跨度活性粉末混凝土拱桥试设计的初步分析.分析结果表明,利用活性粉末混凝土的高强度和高性能,在设计时可以采用更薄的截面形式,有效地减轻拱圈的自重,从而使主拱圈在自重作用下的内力降低,施工难度也随之降低.初步研究结果表明,活性粉末混凝土在大跨度拱桥中的应用是可能的.     

刚架拱静载试验加载效率研究

以某刚架拱桥为背景,利用影响线法进行刚架拱静载试验,发现在主节点（L/4截面）附近内力和挠度加载效率存在差异,同时对比了同矢跨比的普通拱桥在L/4截面的内力和变形加载效率,结果表明以内力主控时刚架拱在主节点附近处挠度的加载效率需要增加测试工况来满足要求.     

分界点对混合拱桥受力影响研究

为增大拱桥跨越能力,缩短建设周期,降低工程造价,提出一种拱脚段采用混凝土结构、其余段采用钢箱结构的钢-混混合拱桥形式。以420 m跨的重庆万州长江大桥为依托,利用Ansys参数化分析方法,对钢-混分界点位置对主拱变形、内力及拱轴系数选取影响进行数值分析。研究发现:钢-混分界点位置对拱桥受力及变形影响显著,当分界点位置超过0.181倍拱圈跨径后,主拱变形呈马鞍形变化趋势;分界点位于四分之跨截面时,为减小拱圈恒载压力线与设计拱轴线偏移的不利影响,必须取较大的拱轴系数;分界点对拱脚至四分之跨段弯矩和3/8跨至拱顶段的轴力影响显著,对全桥拱圈应力影响相对较小。结果表明:考虑拱圈变形有利,混合拱分界点宜位于0.125倍拱圈跨径至0.181倍拱圈跨径段。