大跨径箱板拱桥荷载横向分布及其实用计算方法

通过理论(数值)分析、模型试验，对板拱荷载横向分布情况进行了研究，按照等效原则将箱板拱比拟为板拱，形成箱板拱荷载横向分布实用计算方法．     

上承式钢筋混凝土箱型肋拱空间仿真分析及应用

以佛山市南海区五斗大桥为工程实例,对钢筋混凝土箱型肋拱建立空间有限元模型进行仿真分析,并进行荷载试验,对横向分布系数进行分析,分析认为:杠杆原理法与空间有限元法计算结果存在较大差异,杠杆法计算的偏载系数远大于空间有限元法,偏于安全,但过于保守、经济性差;而空间有限元法横向分布系数和结构实测吻合良好。建议引入修正系数对杠杆法计算荷载横向分布系数进行修正。     

横隔板间距对箱形组合梁畸变变形的影响

利用有限元分析软件Ansys,采用荷载分解方法将作用于箱梁的偏心荷载进行分解,得到箱型组合梁在偏心荷载作用下设置不同数量的横隔板对畸变效应的影响。重点考察了箱型组合梁的横向畸变变形、竖向畸变变形、纵向翘曲变形的分布情况,得出了横隔板设置数量对畸变效应的影响。     

上承式三肋混凝土拱桥的横向分布规律试验分析

通过大跨三肋拱桥的荷载试验实测结果与空间有限元计算结果的比较和分析发现,在正载情况下,实测三个拱肋的横向分布特性是对称的,但中肋的实测横向分布系数明显较理论值大;在偏载情况下,偏载一侧的拱肋实测横向分布系数也较计算值大,远离偏载一侧的拱肋横向分布系数明显较小,这些现象表明,三肋拱桥的实际横向联系和横向刚度较弱,实桥通过横向联系分配和传递横向荷载的能力较比理论值小。三肋拱桥设计和加固时应考虑这一现象的影响。     

空心板桥铰缝失效对荷载横向分布影响分析

为了研究空心板桥铰缝失效对荷载横向分布的影响,推导了空心板桥整体受力及铰缝失效的典型力学模型,阐明了铰缝失效时荷载横向重分布的一般规律,并采用ANSYS有限元分析了不同损伤位置和损伤程度铰缝对上部结构荷载横向分布及其效应的影响。结果表明,铰缝失效改变了空心板桥上部结构的整体受力性能,损伤程度越大,上部结构组合板或单板效应越明显;失效铰缝相邻空心板荷载横向分布系数相对变化较大,最大为1.44和0.6倍;由于失效铰缝一侧空心板承担荷载比例增大,另一侧减小,导致相邻空心板挠度差异较大而产生错位、内力状态差别明显,建议加强偏载侧空心板应力监测。     

T形梁的组合板——梁桥荷载横向分布系数研究

根据现浇桥面板的T形组合简支板一梁桥结构特点,采用平面模型（偏心压力法、刚接板（梁）法）和空间模型（有限单元法）计算该组合简支板——梁桥荷载横向分布系数。运用通用结构分析软件ANSYS将该组合板——梁桥离散成空间有限元,分析该桥荷载横向分布系数变化规律,并将刚接板（梁）法及ANASYS解法计算结果与实测结果进行对比研究。研究结果表明：偏心压力法不适于计算该类组合板梁桥荷载横向分布系数;刚接板（梁）法全桥各截面采用同一横向分布系数并不精确,而ANSYS计算结果能与实测值较好的吻合;同时提出了适合该类桥型的横向分布系数计算方法,并建议了更加准确的计算方法。     

大跨径拱桥异性截面拱肋拱顶局部段力学行为分析

为探究大跨径异性截面钢拱桥局部段受力行为,以某450 m主跨中承式异性拱为工程背景,使用有限元软件建立了梁-壳混合有限元模型,分析了拱顶局部段在恒载+活载和恒载+活载+风荷载2种工况下的力学特征.计算结果表明:2种工况下,拱肋顶部箱梁整体纵桥向应力及主要板件Von Mises应力均处于较低水平,除板件连接位置外,应力分布较为均匀;选取的4处截面顶板正应力沿拱肋宽度方向变化规律大致相同,但吊点横隔板和横向加劲肋截面顶板正应力存在局部突变现象;考虑风荷载后,拱顶局部段受力无明显变化,但吊点横隔板和横向加劲肋截面顶板正应力突变现象得到一定程度缓解.     

比拟正交异性板法的横向分布探讨

通过比较采用比拟正交异性板法计算的荷载横向分布与实测值的差异,对横向分布进行探讨.     

20m中小跨径T梁横向分布特点研究

采用空间实体有限元模型,应用刚（铰）接板梁法的思想,分析中小跨径T梁荷载横向分布的规律,并分析原因,考虑有横隔梁对荷载横向分布的影响。     

横向预应力加固板梁桥的有限元分析

针对板梁桥的常见病害形式,采用了横向预应力加固技术并对板梁桥加固前、后建立了有限元模型。通过分析其荷载横向分布规律证明采用横向预应力技术加固板梁桥效果显著。     

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。     

下承式拱桥合理拱轴线的解析解与计算方法

为了得到下承式拱桥合理拱轴线的解析解与计算方法，建立了恒载作用模式和合理拱轴线微分方程，得到合理拱轴线的解析解；在解析解的基础上，定义了主拱恒载占比系数，得到了基于矢跨比和主拱恒载占比系数的合理拱轴线快速求解计算方法；采用拱桥设计规范、工程案例与相关研究成果，验证了本文方法的可靠性。研究结果表明:下承式拱桥的恒载作用模式可等效为连续均布恒载+主拱恒载的形式，合理拱轴线为悬链线，相应的拱轴系数由矢跨比和主拱恒载占比系数共同决定；拟合出的不同矢跨比下的拱轴系数与主拱恒载占比系数的函数关系式为线性相关关系，决定系数大于0.99，说明拟合公式准确；工程中下承式拱桥矢跨比范围为1/3~1/8，相应的拱轴系数范围为1.000~1.792，常见的矢跨比范围为1/4~1/5，相应的拱轴系数范围为1.000~1.465，与工程案例中拱轴系数统计结果的吻合度较高，说明计算结果可靠；工程中常见主拱恒载占比系数范围为0.1~0.5，对应的拱轴系数范围为1.102~1.364，与拱桥设计规范中的取值范围接近，证明了规范取值的合理性；当主拱恒载占比系数小于0.5且矢跨比小于1/7，或主拱恒载占比系数小于0.1时，拱轴系数接近于1.000，即合理拱轴线可采用二次抛物线；利用查表法或简化公式法，可以快速求得合理拱轴线方程；与已有研究成果相比较，主拱截面弯矩、偏心距和偏心距平方和的偏差均在5%以内，证明了本文计算方法的正确性。      

下承式简支钢管混凝土拱桥剪滞效应分析

以大理河下承式简支钢管混凝土拱桥为背景,采用大型通用有限元计算软件Ansys建立全桥空间模型,沿全桥纵向取了7个典型断面,分析其在不同设计荷载工况下,T梁顶板的剪力滞效应,得出各典型截面上T梁顶板的剪力滞系数沿全桥横向、纵向的分布规律.指出跨中截面剪力滞后现象严重,剪力滞系数高达1.82;不同工况下其余截面的剪力滞效应较小;偏载作用下T梁顶板的剪力滞效应较对称荷载作用小.计算结果可为同类大桥设计提供参考.     

斜拉桥与其他桥型的协作研究

结合国内外代表性的工程实例,介绍斜拉桥同其他桥型协作的形式、特点和研究情况,包括斜拉桥同连续梁或刚构的协作、斜拉桥同拱桥的协作、斜拉桥同悬索桥的协作、斜拉桥同上承式索桥的协作等;对比不同协作体系的荷载分配方式,并根据各个基本结构体系承受的荷载有无明显几何界限,将桥型间的协作区分为共载协作和分载协作,其中分载协作体系结构长度比例的确定、连接部位的设计以及共载协作体系中刚度比例的优化对结构特性影响较大,是设计的关键.     

拱桥山洪破坏的空间抗力分析

从山洪形成破坏力的特征入手, 遵循桥梁结构所必备的维持平衡稳定的自身抗力, 去抵御山洪破坏力的准则, 导出了拱桥抗御山洪的设计验算与预测模型, 以期在实践中提供安全设计或维护对策的借鉴     

肋拱桥关键截面箱型转换加固技术试验研究

以重庆丰都庙包大桥为原型,制作了2片钢筋混凝土肋拱模型,首先采用"肋拱桥关键截面箱型转换加固技术"对其中1片进行加固处治,然后对加固前、后肋拱模型实施全过程破坏试验。通过对比分析加固前、后肋拱模型的应变、挠度、横向分布比率、裂缝及破坏模式等指标,得到以下结论:肋拱桥关键截面箱型转换加固后,新增设的钢筋混凝土箱型封闭层能与原肋拱协调变形、共同承担活载。     

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．     

三次样条插值确定拱桥合理拱轴线的方法探讨

探讨了在拱桥设计中利用给定的设计初始条件,计算出合理拱轴线的特征点坐标,应用三次样条插值方法拟合出拱桥设计拱轴线,算例表明三次样条插值方法确定的拱轴线能较精确地逼近拱桥的恒载压力线,从而有效地减少拱桥主拱圈的弯距及剪力。     

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。     

700 m级中承式缆拱桥设计

随着拱桥跨径的增加,拱肋稳定性问题突出,且巨大的推力需通过系杆或基础平衡,大跨度悬索桥的庞大锚碇耗资巨大. 针对这两个问题,结合拱和缆索的受力特点,提出一种新的桥梁结构体系——中承式缆拱桥. 首先,在主跨和边跨均加入拱圈;其次,去掉悬索桥锚碇,将主缆锚固于边拱拱脚;最后,通过选取适宜的垂跨比、矢跨比及拱轴系数,保证结构在恒载作用下主缆张力、主拱推力、边拱推力在数值上基本相等,从而使结构处于无推力状态并达到改善结构力学性能的目的. 给出了新型桥的具体结构形式和受力机理,并以700 m跨径为例对其进行设计研究,对其施工过程提出了设想. 有限元计算分析表明:中承式缆拱桥的拱与缆索共同承担桥面荷载,与同条件下的连续拱桥相比,其强度承载力提高约25%,稳定承载力提高约70%,同时恒载作用下结构产生的水平力基本为0,为突破拱桥跨径奠定了坚实的基础.