中承式系杆拱桥结构优化设计

以邓家窑大桥为背景,研究小边跨、边跨仅有桥面系压重、依靠系杆力克服拱脚水平推力的三跨中承式系杆拱桥的桥型及结构参数的优化。优化后的桥型按部分推力拱设计,系杆力只平衡大部分恒载引起的水平推力;拱肋采用混凝土和钢箱的混合结构;边拱、刚性纵梁和主拱拱脚段组成一个三角刚架,整体承担系杆力。对拱肋内倾角、矢跨比、拱轴系数、系杆力和基础形式等结构参数进行研究,结果表明,拱轴系数对拱脚水平推力的影响很小;系杆力是克服拱脚水平推力的最有效方式,通过技术和经济两方面比较,最终选定4排桩+15 000 kN系杆力的基础形式与系杆力最优组合形式。     

罗定中承式拱桥水平撑传力机理的测试与研究

本文介绍了罗定中承式拱桥用水平撑代替推力墩的非标准设计，以及水平撑传力机理的测试与研究，表明水平撑具有良好的抗推作用。     

中承式拱拱轴线偏离后拱圈内力调整措施和计算

针对某中承式钢管混凝土拱桥成桥拱轴线与设计拱轴线发生偏离的情况，提出了配重的方法来调整拱圈内力，并对该桥在正拱、偏拱及纠偏后三种情形进行了面内静力及空间稳定性的对比分析。分析结果表明，采用配重的方法可以有效地解决由于拱轴线的偏离对结构受力产生的不利影响。     

中承式拱拱轴线偏离后拱圈内力调整措施和计算

针对某中承式钢管混凝土拱桥成桥拱轴线与设计拱轴线发生偏离的情况，提出了配重的方法来调整拱圈内力，并对该桥在正拱、偏拱及纠偏后三种情形进行了面内静力及空间稳定性的对比分析。分析结果表明，采用配重的方法可以有效地解决由于拱轴线的偏离对结构受力产生的不利影响。     

上海市外环南河主景观桥设计

上海市外环南河主景观桥为上承式钢管桁架拱桥,规划河道宽50 m。桥梁采用一跨过河,主拱计算跨径53 m,桥梁总长76.6 m。桥梁主拱肋拱轴线为二次抛物线,矢高6.235 m,矢跨比为1:8.5。拱肋、斜腹杆及平联杆采用钢管截面形式,桥面系采用钢桥面板结构形式。桥台兼顾拱脚作用,因该桥是有推力拱桥,需设置强大的基础来抵抗拱桥产生的水平推力。因此,每个桥台设置了6根φ1.5 m的钻孔灌注桩,桩长40 m。     

大跨度中承式钢桁架拱桥初步设计的体系优化

以天津国泰桥为工程背景,重点介绍了大跨度中承式钢桁架拱桥在初步设计阶段进行体系优化的关键问题,并就优化方案的支承约束布置、构造措施以及施工方法进行了探讨。对于中承式钢桁架拱桥,三跨连续铰支的无推力体系比单跨固支的有推力体系在基础、拱肋、桥面系等方面均具有力学性能优势和经济优势,是中承式钢桁架拱桥的首选。     

大跨度中承式钢箱桁架拱桥抗震体系研究北大核心

为研究大跨度中承式钢箱桁架拱桥合理抗震体系,以某主跨519 m的中承式钢箱桁架拱桥为背景,采用MIDAS软件建立全桥有限元模型,分析桥梁自振特性、非线性时程地震响应,对比采用拉索减震支座前、后2种抗震支承体系下的桥梁地震响应,并对拉索减震支座的自由程进行参数分析。结果表明:对于大跨度中承式拱桥,抗震体系设计应重点关注桥梁支座反力;由于主梁从主拱肋间穿过,降低了桥梁的抗扭刚度;采用拉索减震支座前、后,拱脚内力变化不大,桥梁支座横向水平力最大值由3027 kN降至915 kN,桥梁顺、横桥向位移响应也得到明显改善;该桥合理拉索自由程为5 cm。     

罗定中承式拱桥水平撑传力机理的测试与研究

本文介绍了罗定中承式拱桥用水平撑代替推力墩的非标准设计,以及水平撑传力机理的测试与研究,表明水平撑具有良好的抗推作用.     

基于4次样条函数拱轴线优化设计的T-V求解法

拱桥拱轴线可以用4次样条函数表示,而基于4次样条函数的拱桥拱轴线优化设计问题是一个非线性规划问题。采用Topkis-Veinott可行方向法研究了优化求解方法,提出了新算法。通过对上承式钢筋混凝土拱桥实例求解,得到了符合设计要求的结果。计算结果表明,该拱轴线优化模型与初始拱轴线无关,不需要对初始拱轴线的选择做细致研究,只要初始拱轴线是连续曲线即可;在应用Topkis-Veinott容许方向法时,需要注意初始点的选择要求必须是可行点。由于容许方向法的每次迭代都是在可行域中进行的,方向是目标函数下降的方向,每步迭代结果都是可行设计,而且后一步迭代结果比前一步结果要好。因此,该拱轴线优化模型有较好的可靠性和实用性。     

非对称无推力拱桥设计关键技术研究

九沙大道桥一端为中承式结构形式,一端为下承式结构形式,桥梁为中承式与下承式组合的单跨拱桥结构。结构体系及吊杆力直接决定了构件受力状态,局部关键节点构造复杂。对非对称无推力拱桥结构体系及合理吊杆力进行了研究,并介绍了非对称无推力拱桥关键局部节点构造。相关研究成果可为类似桥梁的设计及施工提供借鉴。     

拱梁协作体系桥设计

邓家窑桥主跨长158 m,采用中承式拱桥与三角框架支撑的简支梁桥协作体系,以提高结构的跨越能力.经过设计方案比选,拱肋采用钢一混组合结构,即两侧拱脚段采用混凝土箱形断面,跨中段为钢箱断面;该桥拱脚水平推力由系杆及群桩基础共同承担,经过优化设计采用横桥向3排桩顺桥向4排桩基础+15 000 kN系杆力的组合形式;桥面系采用格构式钢一混组合梁,以减小上部结构重量,并方便施工.该桥经过10个月的施工工期,成桥景观效果、工程经济性较好.     

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。     

反拱飞鸟式钢管混凝土拱桥设计与计算分析

湖北宜昌高阳大桥基于桥梁景观要求,设计为反拱飞鸟式中承式钢管混凝土拱桥,主孔计算跨径129.5m,边孔计算跨径23.8m。边拱采用钢筋混凝土半拱;主孔主拱圈在L/4~3L/4范围内采用上、下弦管平行的等截面形式,拱脚~L/4范围内拱圈上、下弦管逐渐分离,上弦管在相应拱脚处向上反弯,形成反拱线形,整座桥梁似飞鸟。经对主拱圈上弦管反拱部分的线形进行多方案比选和内力分析,上弦管采用柔和顺畅的圆曲线反拱线形。该结构形式整体受力特性与中承式钢管混凝土拱桥一致,但拱脚部位下弦管分担大部分内力,上弦管在反弯部分受力较小。     

拱脚竖向截面最大活载内力的合理计算

计算无铰拱桥竖向截面的抗剪强度时,是以主拱圈拱脚截面控制设计,并由该截面产生最大反力时控制剪力计算。本文分析了过去计算竖向截面剪力时,由活载引起的拱脚截面产生最大反力及相应的推力(H_P)时,用K_0值代替推力影响线的等代荷载K_1。它理论上不够完善,实际上差别也较大。提出合理计算H_P应当是用标准解求算的推力影响线的K_1。并列举了算例,以兹比较。     

钢管混凝土拱桥施工控制原理与控制分析算法研究

介绍了钢管混凝土拱桥的施工方法与受力特点。就拱肋安装阶段的斜拉扣索索力、轴线线形控制技术、弦杆混凝土浇筑过程中拱脚截面混凝土应力以及桥道系施工等过程的施工控制原理及控制方法作了阐述，给出详细算法。首次提出用应力影响线作应力调整计算的方法，配合自编后处理程序，能方便地计算出弦杆混凝土浇筑过程中所需应力调整值，最后用一个实桥简要介绍算法。     

荷载法在拱桥设计中的应用

在中、小跨径拱桥设计中，悬链线被较多地作为拱轴线，但目前确定拱轴系数的常规方法有其不足之处。荷载法用于拱桥设计中拱轴系数的确定，可弥补常规方法的不足，对提高拱桥设计的计算效率和精度有一定的参考和应用价值。     

不对称拱桥的设计和施工

一、概述一般的拱桥都是以拱顶竖轴为对称轴两边拱轴线对称。而不对称拱桥与其相反。不对称拱桥的拱轴线可以适应河床横断面形状特点,使拱轴线随断面形状特点变动。例如:拱脚可直接放置在良好的地基上,便可减少墩台圬工。桥面可任意设纵坡,改善了桥头引线,并减小桥头两端路线高填或深挖土石方。经济效益特别显著。不对称拱桥在我国已建成两座:一座是重庆市南桐煤矿桥。它是为煤矿斜井口建的跨径为70米,纵坡为36.4％,拱脚高差为16.23米的拱桥。1987年,在贵阳市潭眉冲建成我国公路上第一座不对称拱桥(见图1)。该桥全长为67,66米,主孔为31米,两拱脚高差为4.87     

拱轴线的新型式--悬索线

基于大跨径或特大跨径等截面拱桥的恒载分布更接近于沿拱轴均匀分布 ,本文推导了拱轴线的新型式—悬索线的拱轴线方程 ,与其它拱轴线型进行了比较 ,并推导了以悬索线为拱轴线的等截面无铰拱桥恒载内力及影响线计算公式     

五跨连续中承式钢箱拱桥设计

济宁泗河大桥主桥为(30+95+130+95+30) m中承式钢结构系杆拱桥,拱肋总体内倾形成提篮拱。三角区设置上肢,形成桁架结构,拱肋下肢的受力更均匀。加劲梁通过吊杆或立柱支撑于拱肋,吊索区端部设伸缩缝,纵向设阻尼限位装置。拱肋、纵梁及立柱间通过整体焊接节点连接。通过组合布置通长索和主跨节段索,解决了主跨、次跨拱的不平衡水平力问题。介绍该中承式多跨拱桥结构构造及设计特点。     

大跨度中承式拱桥结构体系

将大跨度中承式拱桥的结构体系归结为有推力单拱体系、自平衡连拱体系、自平衡刚构式连拱体系、刚构与下承式拱组合体系、具有梁桥支承体系的连拱结构等5种结构体系,并分析了这5种结构体系的受力、传力规律。结合已建实际工程案例,总结了各体系总体设置参数及构造形式。