钢管坦拱桥拱上建筑联合作用分析

矢跨比小与1/5的拱桥通常称之为坦拱桥,该类拱桥的受力模式兼具梁桥受弯以及拱桥受压的特点。以一座钢管坦拱桥为工程背景,建立了有限元模型,对不同的加载模式下拱上建筑的联合作用进行了数值分析。结果表明:跨中部分拱上建筑的联合作用非常明显,其显著降低了未灌注混凝土拱肋部分的应力水平及挠度;在拱脚附近的拱上建筑联合作用较弱,仅对拱脚附近的拱肋应力水平有部分改善。该钢管坦拱桥结构受力合理,可为同类桥梁的设计提供借鉴和参考。     

钢管混凝土拱桥拱铰斜腹杆合理夹角分析

钢管混凝土拱桥钢管拱通常采用缆索吊装悬臂拼装法施工,为便于调整拱肋安装线形,多在拱脚处设置临时拱铰.将拱铰结构分别简化为理想桁架和刚架结构,根据力系平衡原理推导出理想桁架的斜腹杆轴向力一致表达式,将欧拉临界荷载与轴向力之比定义为腹杆的稳定系数,建立起稳定系数与腹杆夹角的关系,得到了腹杆最大稳定系数对应的夹角值;运用力法原理,推导了三角刚架端弯矩和轴向力计算表达式,通过算例验证了计算公式的正确性,在此基础上进一步研究了拱铰刚架内力与斜腹杆夹角的变化规律.结合JTG/T-D65-06-2015《公路钢管混凝土拱桥设计规范》对主、支管夹角不宜小于30°的构造要求,得到拱铰斜腹杆夹角在60°～100°间较为合理结论,验证了国内部分已建钢管混凝土拱桥拱铰构造设计的合理性.     

基于横撑非线性钢管混凝土拱桥抗震分析

基于OpenSees平台建立了钢管混凝土拱桥动力分析有限元模型,并与Midas Civil模型前五阶自振周期进行了校核.通过一条强震记录下的增量动力分析得出,拱肋3/8和5/8跨径处截面附近横撑单元最先屈服,并获得了大跨度钢管混凝土拱桥横撑非线性发展规律.分析了横撑构件采用线弹性和双线性两种本构模型时,拱脚、1/4截面和拱顶等拱肋关键截面的内力、位移结果,并对数据进行了分析比对.研究结果表明:钢管混凝土中承式拱桥在横桥向强震作用下,拱顶及拱肋与主梁连接处附近横撑均屈服.横撑采用双线性与线弹性本构模型相比,拱脚内力变化不大,拱肋1/4截面内力及拱顶内力和位移均减小,且随着横撑屈服单元增多,减小趋势越明显.     

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。     

拱轴线横向偏离对拱圈静力行为影响

针对某上承式钢筋砼箱板拱桥建成后的拱轴线与设计拱轴线发生横桥向偏离,通过计算仿真分析探讨拱轴线偏离对主拱内力和变形的影响,提出了几种改善主拱受力状态的措施,为同类拱桥的施工偏差和加固维修提供借鉴.     

拱轴线横向偏离对拱圈静力行为影响

针对某上承式钢筋砼箱板拱桥建成后的拱轴线与设计拱轴线发生横桥向偏离,通过计算仿真分析探讨拱轴线偏离对主拱内力和变形的影响,提出了几种改善主拱受力状态的措施,为同类拱桥的施工偏差和加固维修提供借鉴.     

叠合系杆拱桥主拱的内力分析

结合一钢管混凝土叠合系杆拱桥方案,考虑在汽车荷载、支座位移以及混凝土徐变发生的几种工况下,运用有限元程序对其主拱的内力、变形进行了计算与分析,并与相应的哑铃型拱进行比较.给出上、下拱肋为不同矢跨比情况下的主拱拱脚截面内力,当叠合拱桥的上、下拱肋矢跨比分别采用1/5、1/4与矢跨比为1/5的哑铃拱拱肋的内力和主梁及拱顶变形计算结果.经过分析比较,叠合拱较哑铃型拱从结构刚度、内力等方面均得到了较好的改善,使结构从受力方面更容易满足工程设计的需要.     

肋拱桥地震反应特点分析

利用反应谱方法和时程法,采用4种不同的地震作用输入方式,即顺桥方向、横桥方向、竖向3个方向分别单独输入地震作用以及3个方向同时输入地震作用,对两座不同类型的大跨度肋拱桥的地震响应进行了计算,重点分析了不同方向地震作用在主拱肋引起的主要内力。研究结果表明:横向地震作用对上承式肋拱桥主拱肋内力有较大影响,横向地震作用不仅引起拱肋的面外内力,还会在拱肋内引起较大的面内弯矩、剪力和轴力;肋拱桥抗震计算时,应沿顺桥向、横桥向和竖向3个方向同时输入地震作用;拱脚为肋拱桥的抗震薄弱部位,抗震设计时应特别关注。     

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。     

某异形拱桥拱肋落架过程控制分析

本文以某异形拱桥为研究背景,该桥采用满堂支架法在主梁上进行拱肋浇筑。为保证拱肋落架过程中结构安全及桥梁内力和变形符合设计要求,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL进行拱肋落架过程模拟,根据计算结果制定最佳落架方案。落架过程中对重要控制截面应力及变形进行实时监控,及时将监测数据与理论计算数据对比分析,控制截面应变及挠度实测数据与理论计算吻合较好,说明通过理论计算优化的落架方案很好的控制了整个落架过程,落架过程控制分析对实际施工具有指导意义,确保了异形拱桥拱肋落架阶段桥梁的安全性。     

铁路连续复合刚构桥墩梁刚性节点的受力分析

连续复合刚构桥墩梁刚性节点受力复杂,本文以工字型钢连续组合梁＋RC桥墩的刚接接头为例,应用大型通用有限元软件MSC.Nastran进行3D-FEM分析,研究了其传力特性,重点探讨了剪力键传力机制.通过对连续复合刚构桥主梁（工字型钢主梁的组合梁）与RC桥墩刚性连接构造细节的3D-FEM分析,探讨了刚性节点的传力机制,重点是剪力键所承担的剪力分布.分析结果表明,墩梁刚性节点采用剪力键连接方式可以有效的传递内力,而且节点的施工性能得到极大改善.研究成果有利于组合刚构桥的设计和应用.     

大跨拱与刚构组合桥梁的系杆调整作用

为了解决大跨系杆拱与刚构组合桥梁采用分段系杆调节内力与线形时，其刚构系杆与中跨系杆的作用相互影响的问题，针对1座该类型桥梁的设计方案，采用SAP2000软件建立了三维有限元模型；考虑施工过程的影响，通过分析确定合理的张拉力，使几个关键部位的应力与变形同时满足要求．结果表明，中跨系杆张拉力主要由刚构承担．最后指出，计算恒载内力时，可以不考虑几何非线性的影响．     

大跨刚构连续梁劲性骨架和托架设计的温度作用力

劲性骨架的构造形式及承载力分析是连续刚构桥和龙段设计的重要环节.从连续梁劲性骨架设置因素出发,结合工程实例,通过理论分析、现场试验研究和龙前在温度作用下的梁端下挠力及挤压力进而阐述温度作用力对梁体线形及挠度引起的变化,以此总结分析温度作用力对劲性骨架及托架的影响,得出结论：轴向作用力远小于理论值,剪切力与理论相符,由此为劲性骨架和托架设计提供依据.     

多跨拱形V墩连续刚构桥设计及影响参数分析

为了研究某拱形V墩预应力连续刚构桥的受力特性,对该桥型的设计和该结构的受力体系进行探讨,采用有限元计算程序,对结构进行了建模计算,并重点分析了边中跨比、桩土作用、地基强度等参数对整个结构内力的影响,得出了该结构受力特点,可供同类型桥梁设计施工提供参考。     

南通某斜腿刚架拱桥加固

南通某斜腿刚架拱桥，使用多年后，出现多处裂缝，拱脚处主拱腿、斜撑均有不同程度的断裂、个别部位混凝土破碎，拱顶下挠超过10cm。介绍了该桥的加固方案及成功经验。     

预应力损失对多跨连续刚构桥结构性能的影响分析

针对多跨预应力连续刚构桥存在预应力损失的现象,采用Midas／Civil软件对依托工程桥梁结构的不同工况进行建模分析,并分别进行各工况下结构弯矩值和跨中挠度的对比分析。分析结果表明：由于实际成桥状态预应力损失值大于原计算值,桥梁结构合龙段控制节点弯矩值和挠度均大幅度上升,这都对桥梁结构受力产生非常不利的影响并直接导致桥梁后期使用中出现诸多病害。     

高墩大跨连续刚构桥的温度效应研究

为了研究高墩大跨连续刚构桥在温度荷载作用下的影响,以实际桥梁工程为背景,建立其数值分析计算模型,分别考虑了我国公路桥梁设计规范、英国BS-5400规范和日本规范三种不同规范的温度荷载模式.通过对关键截面的应力水平、挠度变化进行对比研究,结果表明,不同设计规范的温度荷载模式对高墩大跨连续刚构桥的力学行为特征引起差异较大.     

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。     

提篮式钢箱拱桥施工缺陷处治

以提篮式钢箱拱桥为背景,分析施工中钢箱接缝错台对拱桥内力和变形的影响,提出接缝错台的补强办法。研究结果表明：接缝错台对拱肋内力、变形几乎没有影响,但错台会造成应力集中,接缝截面应力相应增大,必须验算错台截面应力是否超过材料的容许应力,并采取有效措施保证结构的安全。算例表明提出错台处治的方法是合理的。