钢管混凝土拱梁组合桥整体架设施工受力性能分析

针对钢管混凝土拱梁组合桥在整体架设过程中,钢系梁稳定性差、混凝土系梁需配置较多预应力钢束的缺点,提出采用钢管劲性骨架系梁的整体架设施工方法。为研究钢管劲性骨架系梁在施工过程中对拱梁组合桥各主要构件的内力分配影响效果,以某公路下承式钢管混凝土拱梁组合桥为背景,采用MIDAS Civil和Abaqus软件分别建立实际桥梁的整体杆系有限元模型和拱脚结点实体有限元模型,对施工阶段各主要构件进行受力性能分析。结果表明:通过分批张拉钢管劲性骨架中的系杆,可以减小各施工阶段钢管劲性骨架的钢管应力;钢管劲性骨架可以有效分担施工过程中的拱肋应力,使拱肋和钢管劲性骨架受力均匀;拱脚结点以纵向受压为主;拱肋受力均匀,稳定计算满足要求;靠近拱脚的吊杆应力稍大于跨中的吊杆应力,吊杆应力满足要求。     

宽箱梁钢拱桥受力分析方法研究

为研究宽箱梁钢拱桥采用常规的二维或空间杆系有限元分析方法能否真实反映结构的受力特性,以南昌市艾溪湖大桥主桥(主跨108 m,全钢结构的外倾式拱肋系杆拱桥,钢梁最大宽度73 m)为背景,采用通用有限元软件ANSYS分别建立该桥杆系有限元模型与杆系板壳混合有限元模型,对比计算分析了不同荷载工况下拱肋以及主梁的受力情况.分析结果表明,2种模型均可用于拱肋的受力计算,但采用杆系模型时不能真实反映主梁的受力特点,需采用混合模型用于主梁受力分析.     

拉萨河特大桥主桥结构设计

介绍了拉萨河特大桥主桥结构设计情况，对于五跨梁拱组合桥梁各孔跨合理的跨度比、叠拱的受力行为及连续梁系杆截面形式等设计中的关键性问题进行了深入的研究，给出了主桥连续梁系杆的刚度和应力情况、钢管混凝土拱的应力情况。     

内倾副拱对复式钢箱中承式拱桥的受力影响分析

该文基于复式钢箱拱桥(外倾拱为主拱、内倾拱为副拱)应用非常少的现状,以建成的某复式钢箱中承式拱桥为工程背景,探讨复式钢箱拱受力特点,评判内倾副拱对复式钢箱中承式拱桥的受力影响。通过Midas建立施工全过程杆系有限元分析模型,以成桥主拱索力保持一致为基准,开展成桥状态、运营状态受力对比分析。分析结果表明:内倾副拱对复式钢箱中承式拱桥受力影响较小,同时削弱了结构整体可靠性,造成浪费,复式钢箱拱设计方案除满足桥梁美学要求外,并未继承内倾拱桥刚度大、稳定性能好的优点,也没有弥补外倾拱空间受力的不足,在经济性上不可取,在结构受力上也不合理,同时鉴于复式钢箱拱桥应用少,开展相关设计理论研究迫在眉睫。     

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。     

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。     

斜靠式钢箱拱桥稳定承载力及成桥试验

斜靠式拱箱桥为采用主拱、斜靠拱、横撑和系梁形成的空间受力体系。以主跨145 m斜靠式钢箱拱桥为工程背景,研究分析其稳定承载力。有限元分析和成桥静动载试验表明：斜靠式钢箱拱桥具备足够的稳定承载力,大桥受力性能良好。     

大跨度网状吊杆拱桥拱-梁节点局部应力分析

为明确大跨度网状吊杆拱桥拱-梁节点处的板件传力特点,以主跨420 m网状吊杆钢箱梁拱桥——济南齐鲁黄河大桥为背景,建立全桥板壳-杆系混合有限元模型,分析不同荷载工况下拱-梁节点板件的受力特性,以及拱肋轴力在拱-梁节点的传力机理.结果 表明:该桥拱-梁节点各板件受力主要由恒载控制,活载响应约占总荷载响应的10％;系梁横桥...     

刚架拱桥的横系梁合理设计研究

结合工程实例介绍了几座刚拱桥的外观及静动载检测结果,并以某50m跨径刚架拱桥为例,建立空间有限元模型,重点分析研究了横系梁的设计问题。对比计算分析了横系梁设计的不同数量和高度,结果表明其对刚架拱主体结构的受力和频率均无明显影响,表明刚架拱桥主体结构是拱纵向刚度大,横系梁的加强有利于微弯板受力,研究结果可供检测与设计参考。     

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。     

大跨钢系杆拱桥拱脚节点受力分析及优化设计

以跨径336 m的下承式系杆拱桥为背景,对大跨钢系杆拱桥的拱脚节点局部受力进行有限元计算分析。针对拱脚局部受力存在的问题,提出四种构造优化方案并分别进行计算验证。根据验证结果对拱脚节点构造方式、钢板厚度、开洞位置、支座布置等进行优化。对日后类似的结构设计,尤其是拱肋和系梁腹板倾斜、腹板间距较大的系杆拱桥拱脚节点设计,具有一定的参考意义。     

斜靠式异形拱桥体系平定山湛河桥

斜靠式拱桥是由两片竖直主拱与两片斜靠的稳定拱两两组合形式的空间受力体系，中间平行拱肋为桥梁的主要结构部分。这种桥型外型新颖，富有曲线美和力度感，具有明显的技术特点，在桥面宽度大于30m，跨径在40—150m之间的景观桥中，是一种颇具竞争力的桥梁形式。1987年，西班牙建筑师Santiago Calatrava首次成功设计了第一座斜靠式拱桥Bacde Road桥，该桥直立式主拱为双绞拱，其水平推力直接传至主纵梁，形成拱梁组合结构，斜靠拱是一无绞拱，水平推力直接传至地基，是有推力体系，斜靠拱与主拱组成空间稳定体系，提高了结构的稳定性。近年来，这一体系被引入我国的桥梁建设中，成为一个新的亮点。     

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。     

双曲拱桥复合套拱加固方法及应用

针对传统双曲拱桥加固存在的新旧混凝土结合受力不明、施工平台搭设复杂等问题,在双曲拱桥下部结构安全储备充足、需更换拱上填料的条件下,提出双曲拱桥复合套拱加固方法,即在原拱圈上新增拱肋、横系梁及加厚拱板,形成框架式受力结构,实现双曲拱桥加固。应用时,首先封闭桥面交通,拆除旧桥面及附属设施、旧拱上填料;其次在裸露的主拱圈上增设主拱肋及横系梁,根据配重需要设置拱背加厚区;然后在主拱圈及新增结构上浇筑轻质拱上填料;最后进行桥面系及附属设施施工。该方法无需拱下支架,对桥下交通影响小,安全性高,不改变桥梁外观,尤其适用于文物桥梁维修改造。在南京长江大桥双曲拱桥S56跨涉铁工程中应用该技术,有效提高了结构承载力和整体性,工期缩短约67%,综合成本降低约26%。     

香溪长江公路大桥主拱设计比选分析

香溪长江公路大桥主桥为计算跨径519m的中承式钢箱桁架无铰推力拱桥。在对主拱矢跨比、拱轴系数、拱脚桁高等关键参数和联结系型式进行比选后,确定该桥矢跨比为1/4;拱轴系数为2.0;拱肋拱顶桁高为12m、拱脚桁高为14m;桥面以下2片平行拱肋之间设K形纵向联结系,每个节间设桁架式横联;桥面以上上弦平面2片平行拱肋之间设菱形纵向联结系,每2个节间设桁架式横联。经施工全过程和成桥状态的稳定性分析、抗震性能分析、主拱极限承载力验算,选取的关键参数和结构型式满足受力要求。     

大跨径钢筋混凝土拱桥受力行为的几何材料非线性耦合分析

对平面杆系几何非线性的有限元理论和钢筋混凝土拱桥受力行为几何与材料非线性分析作了简要的介绍，推导了割线刚度矩阵关于位移的显式。采用所编的程序对献「４」「５」提供的两个模型拱进行了计算分析，发现几何材料非线性数值计算更加接近实验结果，还发现拱的极限承载能力主要受材料非线性的影响。     

佛山东平大桥副拱荷载行为研究

佛山东平大桥采用带副拱的自平衡体系转体施工,成桥后未拆除副拱结构。通过对副拱荷载行为的研究,得出如下结论:东平大桥副拱的存在可减小主拱的恒、活载应力和挠度,降低刚性系杆的张拉力,改善结构频率分布,减少振型激起,合龙后对结构受力有益,应不予拆除。     

偏态钢管混凝土拱桥吊杆锚固区局部应力及屈曲分析

宁海金海犬桥主桥是一座采用拱轴线偏态二次抛物线的异型下承式式钢管混凝土拱桥,该桥采用4管钢管混凝土格构式箱形断面拱肋与系杆、倾斜吊杆、横梁组合成空间结构体系。结构受力比较复杂,吊杆直接锚固于拱肋钢箱顶板,为了验算锚固区域顶底板和加劲隔板的受力和屈曲稳定性,采用MidasCivil软件对本桥部分典型吊杆在拱肋上的锚固区域做了局部应力分析和屈曲分析。得到一些有价值的结论,供以后类似的设计和计算参考     

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。     

复式钢箱中承式拱桥施工过程分析

浏阳经开区长沙路捞刀河大桥是一座复式钢箱中承式拱桥(外倾蝴蝶拱为主拱、内倾提篮拱为副拱)。为做好施工控制,运用Midas/Civil以成桥状态为基准建立空间杆系有限元模型,进行施工受力分析和敏感性分析,研究结果表明:1成桥时刻,副拱应力最大,钢箱梁应力最小,施工控制重点在线形控制;2安装吊杆时,应精确计算其下料长度,且副拱短吊杆预紧力不宜过小以免拆除副拱支撑后短吊杆退出工作;3敏感性分析指出确保线形关键在于施工过程临时钢支撑顶面标高的确定,并应考虑均匀温度修正及非均匀温差影响;4复式钢箱中承式拱桥中副拱受力大、变形大,刚度小,安装难度大。