高速铁路新开河立交138 m钢箱叠拱桥拱脚受力分析

该文通过工程实例,认为:对于下承式钢箱系杆拱桥来说,拱脚是结构设计的关键部位。其受力性能对全桥承载能力和跨越能力至关重要。在结构构造方面,此处纵肋、横肋、竖肋和横隔板等布置也较为密集,在全桥分析中,对其很难模拟精确。对此,有必要建立局部模型精确模拟局部构造细节,进行分析计算,以了解拱脚处空间局部应力分布规律和大小。     

某异型系杆拱桥空间力学特性分析

为研究斜吊杆异型系杆拱桥的空间力学特性,以某异型系杆拱桥为研究对象,采用MIDAS Civil建立该桥空间有限元模型,分析其在施工和使用阶段的静、动力特性及结构稳定性.分析结果表明:该桥斜吊杆附加应力对拱肋影响较大,全桥纵、横梁框架体系整体刚度较大,拱肋挠度对整体降温比较敏感,使用阶段各吊杆应力幅比较均匀,为50 MPa左右;拱肋侧倾刚度较小,拱肋刚度对全桥刚度贡献较大,各阶段稳定系数均较高;吊杆调索对全桥应力水平有较大影响,施工中应予注意.     

异型钢管混凝土拱结构多元回归优化分析

为探讨多拱肋宽幅异型钢管混凝土拱桥多个结构参数对结构行为的影响，基于多元回归分析软件Design-Expert,得出考虑多因素交叉影响响应的回归公式，取关键节点(截面)力学响应为控制目标，对结构进行优化验证。结果表明：利用实验设计给出多元回归公式，可不必再进行数值或解析分析就能得到桥梁结构响应；在二阶交叉参数中，拱肋钢管壁厚与边拱吊杆张拉力、拱肋钢管壁厚与中拱吊杆张拉力、拱肋钢管壁厚与水平拉索张拉力这3种参数交叉作用对边拱拱顶应力影响显著；拱肋钢管壁厚与水平拉索张拉力、边拱吊杆张拉力与水平拉索张拉力这两种参数交叉作用对中拱拱顶应力影响显著。当拱肋钢管壁厚参数水平为0.697 9,边拱吊杆张拉力参数水平为-0.056 1,中拱吊杆张拉力参数水平为0.378 7,水平拉索张拉力参数水平为-0.132 2时，桥梁结构响应获得较好优化效果；分析优化后的修正数值模型，桥梁结构变形、内力和应力均有明显减小，优化效果较显著。     

结构损伤对系杆拱桥结构性能的影响研究

为了研究系杆拱桥在关键构件损伤后的安全性能和内力重分布规律,以某钢管混凝土系杆拱桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,设置吊杆损伤、吊杆失效和拱肋损伤不同工况,对比分析该桥在损伤状态和完好状态下的结构性能,分析损伤状态对其动力特性、稳定性、结构位移和内力的影响。结果表明:吊杆损伤、失效和拱肋损伤会使桥梁整体刚度降低、自振频率减小,但对振型基本没有影响;吊杆损伤、失效和拱肋损伤会导致桥梁稳定性降低,但降低幅度较小,对失稳形式没有影响;吊杆损伤会引起桥面竖向位移和吊杆应力增加,但对拱肋弯矩影响不大;吊杆失效会对其相邻部位产生显著影响,使结构发生显著的内力重分布;拱肋损伤对桥面竖向位移和吊杆应力影响很小,对拱肋弯矩影响较大。     

梁拱组合体系桥吊杆张拉控制

梁拱组合体系桥充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用,结构受力较为复杂,为使成桥内力及线性符合设计要求,吊杆张拉控制非常重要。为避免多次张拉,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL建立全桥施工阶段模型,据现场实测不断对理论模型进行修正。假定吊杆初张力及张拉顺序,进行正装迭代分析,比选吊杆张拉最佳方案。在吊杆张拉过程中利用频率法测量吊杆索力变化,对主梁及拱肋应力应变、主梁及拱肋变形进行同步监测。实践证明,根据优化方案进行吊杆张拉,可以满足拱肋、主梁受力及线性要求,成桥后索力与设计索力在误差允许范围之内,避免了吊杆多次张拉调整。     

雁荡山特大桥主桥上部结构设计与计算

雁荡山特大桥为连续钢箱叠合拱桥结构,其主梁由2×90 m连续钢箱梁组成,主拱采用2榀平行钢箱拱肋,设计矢高18.00 m,2孔钢箱主拱间设置钢箱辅助拱,分别在每孔主拱拱肋之间设7道一字横撑和2道X形组合横撑,辅助拱肋设8道一字横撑,并在每孔设13对吊杆.利用ANSYS软件建立全桥空间有限元模型,分析各种荷载下的结构受力和拱脚局部受力,结果表明桥梁的承载力、刚度及局部应力均满足规范要求.     

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。     

梁拱组合协作体系的地震分析

梁拱组合协作体系为连续结构和装饰拱共同组成的结构。连续结构和拱肋都各自有着自己的下部结构,但两者又通过吊杆相互联系,相互协作。现对此种结构作一模态分析,得到前六项结构周期。同时分析在地震作用下的拱肋应力、变形、基础受力及连续结构中桥墩的地震水平力,并与仅建立连续结构的单梁模型进行比较,从而对今后的梁拱组合协作体系的地震分析有一定的参考借鉴意义。     

桥上人行桥对大跨度系杆拱桥抗震性能影响研究

大跨度拱桥上设置人行桥结构新颖，探明人行桥对下承式系杆拱桥抗震性能的影响有重要意义。以深圳市某下承式系杆拱桥为研究对象，通过动力时程方法分析成桥阶段是否设置人行桥对全桥抗震性能的影响。研究表明：设置人行桥降低了纵竖向地震作用下桥上拱肋和吊杆的应力，增加了横竖向地震作用下桥上拱肋和吊杆的应力，对于桩基础影响不大。     

一座新颖的蝴蝶拱桥设计

绍兴市迪荡湖环湖1号桥采用空间四索面吊杆的三跨下承式异形拱桥,主要受力结构由两道外倾的拱肋、弧形的主梁组成,辅以吊杆连接,拱脚和桥面梁体刚结。该桥上下行分幅,每幅桥由一根外倾拱肋通过一组横桥向两根的吊杆吊住桥面横梁形成基本结构体系,吊杆为外倾的拱肋提供了横向稳定约束,较之其他由单根吊杆的结构,受力更为合理。结构新颖,外形美观,对称的拱肋、弧形的景观平台和外倾的拱肋错落有致,观光人行道的圆弧曲线融于桥梁整体造型之中,远远望去,犹如一只彩蝶在迪荡湖上翩翩起舞。     

山区大跨度网状吊杆系杆拱桥设计及关键参数影响分析

依托云南怒江渡口大桥工程,选取了吊杆倾角、拱肋内倾角、矢跨比3个结构参数,对网状吊杆拱桥受力性能进行研究。吊杆倾角对拱肋和系杆的应力有一定影响,且随着吊杆倾角的增大,拱肋压应力和系杆拉应力呈减小趋势;拱肋内倾角的增加对系杆应力影响较小,对拱肋应力有一定的影响,尤其是对拱脚上缘应力影响较大,随着吊杆倾角的增大,拱肋压应力除拱顶上缘应力外总体呈减小趋势;矢跨比的变化对结构的受力影响最为显著,随着矢跨比的增加,拱肋压应力和系杆拉应力,呈减小趋势。总的来说,随着吊杆倾角、拱肋内倾角以及矢跨比的增加,结构总体应力呈减小趋势。     

钢管混凝土拱桥新增吊杆加固设计

为改善吊杆承载能力及提升桥梁运营服务能力,以某跨径72m的下承式钢管混凝土系杆拱桥为背景,采用新增吊杆法对该系杆拱桥吊杆进行加固。按照新增吊杆总拉力为原桥恒载15%~20%的原则进行加固设计,经对比分析,各新增吊杆张拉控制值为160kN,总拉力约为该桥结构恒载的17.6%;在拱脚端间和各旧吊杆节间增设1根新吊杆,全桥共新增吊杆28根,新增吊杆采用JL32型精轧螺纹钢筋,其下端通过2个平行吊板与外径800mm的钢管系杆连接,上端穿越拱肋钻孔、锚固于拱肋上缘焊接的锚箱内;经仿真计算得到在结构恒载作用下新增吊杆可分担原吊杆12.5%的荷载,符合设计原则。采用新增吊杆加固法来维持或提高吊杆承载能力是可行的。     

外倾式空间组合拱桥的施工监控

中山市长江北路大桥是一座非对称外倾拱肋的组合拱桥,它是由倾斜钢拱肋、曲线钢箱梁和倾斜吊杆组成的空间组合结构.为了确保该桥在施工过程中的安全,该文建立了空间有限元模型对该桥在施工过程中结构的变形和受力状态进行了模拟分析计算,并介绍了通过对拱肋变形、控制截面的应力和吊杆索力的施工监控,使该桥建成后的线形和受力状态满足设计要求.     

钢管混凝土拱桥吊杆张拉方案比选

邢汾高速公路沙河特大桥主桥为主跨146m的下承式钢管混凝土拱桥,吊杆采用无应力状态法施工。为确定该桥吊杆张拉顺序,保证张拉过程安全,提出了4种吊杆张拉方案(1由两端拱脚向拱顶对称张拉;2由拱顶向两端拱脚对称张拉;3由1/4拱肋和3/4拱肋处向拱脚和跨中对称张拉;4吊杆分3批张拉),采用有限元分析软件MIDAS Civil建立全桥有限元模型进行仿真计算,分析4种方案的吊杆成桥拉力、拱肋位移、拱肋核心混凝土应力、拱脚水平推力。结果表明,方案4的成桥拉力与设计成桥拉力最为接近,拱肋线性良好,拱肋截面处的混凝土压应力变化均匀,未出现较大的压应力,对拱脚水平推力影响较小。因此,选择方案4施工,在实际施工中,桥梁无需二次调索,加快了施工进度,节约了施工成本。     

钢管拱肋混凝土灌注过程计算分析

钢管拱肋在灌注混凝土的过程中,钢管应力及变形会随着灌注过程发生变化,如灌注过程未进行有效控制,可能会使拱肋局部构件应力、变形过大,从而影响最终桥梁总线形、承载能力及耐久性。针对此问题,介绍了钢管混凝土灌注过程中荷载计算及分析方法,并对金盘大桥钢管混凝土灌注进行了分析。     

V型刚构连续梁组合拱桥拱肋混凝土灌注顺序仿真分析研究

V型刚构连续梁组合拱桥是充分将钢管混凝土拱桥和V型刚构桥的各自造型、美观、受力等优点融合一体的一种新型桥梁结构形式。不同的拱肋混凝土顶升灌注施工顺序,对主拱肋钢管应力和变形会产生不同的影响。通过V形刚构加拱组合结构拱肋混凝土采用上述两种顶升灌注施工顺序进行仿真模拟分析,主要目的是研究两种拱肋混凝土顶升灌注对V型刚构连续梁组合拱桥主拱肋应力和变形的影响。     

420 m跨组合梁网状吊杆拱桥技术特点

齐鲁黄河大桥主跨为420 m网状吊杆拱桥。拱肋采用钢箱提篮拱，矢跨比为1/6,横向布置在轨道交通和车行道之间，以保证景观效果。系梁采用正交异性组合桥面板，以保证桥面系耐久性，同时减轻结构自重。为简化锚固构造，网状吊杆采用恒定倾角布置形式，顺桥向倾角约60°;吊杆采用疲劳应力幅为400 MPa的环氧涂层钢绞线，以满足网状吊杆高应力幅需求。墩柱采用尖端形薄壁双柱墩，以减小水流及冰凌对结构影响，基础采用整体式承台、钻孔灌注桩。根据建设条件，系梁施工采用步履式顶推，拱肋施工采用梁上支架拼装配合整体提升工艺。通过对正交异性组合桥面板、网状吊杆布置及高应力幅吊杆体系等创新设计，实现了工程的安全、合理、耐久及经济性。     

健跳大桥吊杆更换技术方案比较研究

根据健跳大桥的周围环境及自身结构特点,提出无替代法、钢导梁兜吊法和拱肋兜吊法3种吊杆更换比选方案,主要从施工中桥梁的安全性,运用有限元软件MIDAS对备方案施工过程进行计算分析,并介绍了施工流程和关键工艺。结果表明钢导梁兜吊法在施工过程中拱肋变形、桥面变形和吊杆索力均在允许范围内,且施工工艺不会危及桥梁安全,因而推荐采用该方案。     

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。     

中承式钢管混凝土拱桥新增吊杆法加固技术研究

吊杆是中承式钢管混凝土拱桥重要的组成部分和受力构件,其可靠程度直接影响结构的使用性和安全性。由于在运营过程中长期受到自然条件和人为因素的影响,拱桥吊杆出现了不同程度的损伤,使其加固工作备受关注。针对更换吊杆法普遍存在的破坏结构局部受力的问题,介绍了一种主动加固吊杆的方法——新增吊杆法。并以玉带桥吊杆加固为工程背景,介绍了新增吊杆的布置及构造,对全桥进行三维数值仿真分析,比较了吊杆加固前后拱肋内力、吊杆内力和拱桥稳定性的变化情况,并通过施工过程控制对新增吊杆内力和桥面线形进行监控。结果表明:新增吊杆法可大幅减小既有吊杆的应力水平,但对拱肋受力和拱桥稳定性影响不大;加固过程中新增吊杆拉力实测值与计算值符合较好,桥面高程变化最大未超过6mm,是一种安全、可行的吊杆加固方法。