新型钢-混组合拱桥拱厚系数和分界点位置研究

为适应拱圈内力变化需求,同时充分利用材料强度,提出一种拱脚段采用混凝土结构、其余段采用钢箱结构的钢-混组合拱桥形式。考虑到分界点位置和拱厚系数对此类拱桥力学性能影响显著,以万州长江大桥为依托展开研究。运用有限元软件Ansys分析不同分界点和拱厚系数下主拱变形、最优拱轴系数、主拱内力变化规律。研究发现:变截面拱圈轴力较等截面小;拱厚系数越小,主拱轴力和应力越小,其对拱轴系数选取和拱圈变形影响越大;变截面拱圈分界点位于L_0/4~L_0/3.5段,拱圈变形较合理;当分界点位置超过L_0/4截面后,为控制截面弯矩,拱厚系数取值应大于0.6。     

小矢跨比上承式混凝土连拱拱桥设计方案优化

井田大桥为74m+128m+74 m小矢跨比上承式钢筋混凝土三孔连拱拱桥,采用Midas/Civil软件建立全桥三维有限元模型分析结构在全施工过程中的受力状态,探寻小矢跨比连拱拱桥的合理成拱方案,优化主拱拱圈的拱轴系数与局部构造.结果 表明,缆索拼接方案的拼接界面不能满足小矢跨比拱桥的弯矩需求,挂篮悬浇方案则可以保证结构的整体性、安全性及美观性;增加拱轴系数能减小拱脚负弯矩,增加拱顶正弯矩,对L/4截面的弯矩影响不显著,综合平衡全拱圈正负弯矩,井田大桥主拱圈拱轴系数取2.6;优化拱圈截面形式后,主拱圈最大压应力处于相对均衡水平,且拱顶负弯矩大幅降低,使全桥内力分布更为合理.     

几何非线性对大跨拱桥地震反应影响分析

该文以一座上承式钢桁拱桥为工程背景,用有限元软件MIDAS建立了全桥空间有限元模型。在分析了该桥自振特性的基础上,分别沿桥梁纵向、横向输入反应谱,分析了该桥的地震反应。以拱肋上弦的内力为研究对象,分析了恒载初始内力引起的几何非线性对该桥自振特性及地震反应的影响。研究结果表明恒载初内力引起的几何非线性不可忽略。     

斜拉拱式协作体系桥梁地震响应分析

为了解斜拉拱式协作体系桥梁地震响应规律和特点,指导该类桥型抗震设计与研究,以大连市翔凤河桥——(40+90.5)m斜拉拱式协作体系桥为研究对象,采用有限元软件建立该桥三维有限元模型进行动力性能分析,利用地震反应谱和时程分析方法分析三向地震作用下结构的位移和内力,以及结构非线性对地震响应的影响。结果表明:斜拉拱式协作体系桥梁的动力性能主要振型符合无背索斜拉桥的特点;结构在纵向和横向地震作用下的位移和内力均比竖向地震作用大;在纵、横向地震作用下桥塔于塔梁拱交接位置产生最大内力,拱肋于1号墩处拱脚位置产生最大内力,应特别重视该桥塔梁拱结合处的桥塔和拱肋截面的抗震设计;结构非线性对该桥地震响应的影响比较明显,地震分析计算时应考虑结构非线性。     

提篮式简支梁拱组合体系桥抗震性能分析

以长沙市圭塘河一座跨度为84m的提篮式简支梁拱组合体系桥为研究对象,利用ANSYS建立空间有限元计算模型。首先,分别采用子空间迭代法与多重Ritz向量法对该桥进行模态分析,分析表明,简支梁拱组合体系桥有着极好的抗震性能。随后,分别运用反应谱分析法与时程分析法对该桥各向地震动作用下的地震响应进行计算,计算结果表明,在横向与竖向地震作用下,拱顶位置发生明显位移,而在纵向地震作用下,该桥最大变形为1/4跨主拱;且行波效应对该桥地震反应影响显著。最终利用随机振动分析法对该桥拱肋结构进行计算分析,得到各向地震作用下拱肋的变形云图。通过各种地震反应分析计算结果的探讨,为大跨度提篮式梁拱组合体系桥的抗震设计提供理论依据。     

万州长江大桥的动力特性及线性地震反应分析

针对宜万铁路万州长江大桥的工程设计实例,采用大型有限元分析软件AN SY S,选取空间BEAM 4单元建立动力计算模型,对比研究了无车和有车满载工况下的动力特性,采用反应谱法和时程分析法对该桥的线性地震反应进行了分析,讨论了2种工况下结构地震反应的最大值及其规律,在时程分析法中,采用中震和大震人工波,得出了主梁、主拱的内力和位移分布规律及时程反应。     

广东河源东江大桥倒塌事故分析

2019年6月14日，广东省河源市东江大桥发生倒塌事故，对此次事故进行研究，初步分析事故原因，为有关事故鉴定部门提供参考依据。针对此次桥梁倒塌发生的原因，通过以下步骤进行分析：①系统地收集事故相关资料，包括事故监控视频、事故残骸照片、桥面车辆行车记录仪画面、桥梁设计图纸。②根据倒塌视频、照片等资料结合拱桥力学特性对事故原因进行初步推测，提出几种可能导致该桥倒塌的因素。③基于设计图纸建立有限元静力模型，模拟验证得到最有可能导致此次事故的因素，并建立动力模型，还原倒塌过程，验证初步推测得到的事故原因。研究结果表明：事故桥3^#墩存在明显的横桥向偏位，使相邻2跨主拱圈的内力发生了显著不利影响，并且越靠近拱脚位置结构更易失效，应力的变化引起第3跨拱脚强度薄弱处最先发生破坏，引起连锁倒塌；早晚温差对事故桥内力的变化影响很小，可以忽略不计；3^#墩顺桥向偏位对相邻2跨主拱圈所带来的内力变化与实际破坏情况不符，可以排除其为事故主要原因。     

渝贵铁路夜郎河大桥主桥设计

渝贵铁路夜郎河大桥主桥采用一跨370m上承式钢筋混凝土提篮拱桥。主拱圈采用提篮式箱形断面拱圈,由劲性钢管混凝土骨架外包C55混凝土构成。主拱圈劲性骨架上、下弦杆采用钢管混凝土构件。拱上立柱采用钢筋混凝土结构,箱形截面,横向两立柱之间设置钢K撑。拱上主梁采用(4×38+3×38+4×38)m钢-混结合梁,连续体系。拱座基础采用倾斜式独桩结构。为使结构性能最优,对结构主要参数进行比选,最终将矢跨比取为1/4.431、悬链线拱轴系数取为5.0、拱脚横向中心距取为33m。采用有限元软件对该桥的静、动力性能进行分析,结果表明各项指标均满足规范要求。该桥采用劲性骨架法施工,劲性骨架采用节段缆索吊装+斜拉扣挂的方式进行拼装。     

大跨度连续刚构拱桥的地震响应分析

该文以宜昌长江铁路大桥为工程背景,分别利用反应谱法、动态时程分析方法计算宜昌长江铁路大桥的地震响应,在分析中综合考虑了宜昌长江铁路大桥的场地土特性、地震烈度以及地震作用方向等因素的影响.对两种方法所得计算成果进行了比较,综合分析该桥的抗震性能.研究表明宜昌长江铁路大桥总体抗震性能较好,抗震薄弱环节主要集中在桥墩墩底以及梁拱墩结合部,主拱内力响应较小,但位移响应较大.     

双潭大桥——一座钢筋混凝土拱桥设计

结合双潭大桥--空腹式钢筋混凝土无铰拱桥的设计,分析了拱轴系数和拱上建筑施工顺序对拱桥内力的影响.结果表明,"五点重合法"确定的拱轴系数和最优的拱轴系数有偏差,恒载占总荷载效应的比重越小越明显,设计时采用的拱轴系数比"五点重合法"确定的拱轴系数大;确定合理的施工加载顺序,可有效地改善施工过程中主拱受力.     

考虑拱圈与拱架联合效应的拱架受力性能研究

为了研究混凝土箱形拱桥分环分段施工过程中,先期浇筑的混凝土拱环和钢拱架产生联合作用后,结构力学性能的变化,借助结构分析软件Midas/Civil建立了施工过程中拱架、主拱圈数值模型,对比分析了考虑拱圈和拱架联合作用与拱架单独作用时结构内力的变化。研究表明:考虑拱圈与拱架的联合作用,拱架仅承担拱圈重量的60%左右,节省了钢拱架的用钢量。     

悬索桥主塔横向结构体系抗震分析

参照国内外悬索桥主塔横向结构形式,对龙江桥建立Sap2000有限元模型,施加横向地震反应谱,主塔采用不同横向结构形式,对比各个方案主塔和横梁内力变化情况。     

高墩大跨连续刚构桥的动力性能及地震反应分析

龙潭河特大桥采用连续刚构体系,其桥墩最高达178 m.建立了该桥的动力分析有限元模型,计算了该桥的自由振动频率及振动模态,采用弹性反应谱理论对其进行了地震反应分析,获得了地震反应内力.     

钢筋混凝土拱桥主拱圈悬臂浇筑施工影响因素分析

以贵州木蓬特大桥为工程背景,采用Ansys有限元程序分析了主拱圈悬臂浇筑长度、挂篮构造形式以及扣索锚点位置对拱圈截面应力与变形的影响。结果表明:节段长度对主拱整体受力影响不大,但缩短节段长度可减小拱圈变形幅度;相对于后支点挂篮,前支点挂篮能有效改善施工阶段主拱内力和线形;扣索锚固位置对主拱施工阶段拱圈应力和变形影响不大。     

基于拱肋截面承载力的拱轴系数优化探讨

为改善拱桥拱轴系数的优化效果，提出一种基于压弯构件截面承载力的拱轴系数优化方法。先采用P-M曲线、弯矩和轴力计算各个拱肋截面的加载率，后通过优化拱肋截面加载率达到最小值来获取最优拱轴系数，由此建立了一种新的拱轴系数优化方法，并以某上承式钢筋混凝土拱桥为例，采用该方法优化拱轴系数。计算及应用结果表明：1)空腹式拱桥的恒载分布较均匀，其拱轴系数一般不超过2;2)拱圈的矢高越大，拱肋的轴力越小；3)以拱肋截面的加载率优化拱轴系数，考虑了轴力和弯矩的共同作用。     

钢管混凝土刚架系杆拱桥静力计算分析

以一座钢管混凝土刚架系杆拱桥设计为工程背景,通过在Ansys程序中建立有限元模型进行静力分析,并根据分析结果确定了刚架系杆拱在施工过程中各阶段的系杆设计张拉力,并对不同拱轴系数的拱肋内力进行对比分析,确定了拱肋的合理拱轴线,从而确定了拱肋的设计线形,在文章的最后根据应力叠加法原理对拱肋进行了应力验算.     

现浇钢筋混凝土拱圈分段浇筑长度与顺序对悬拼钢拱架的影响及优化研究

大跨径混凝土拱桥利用贝雷梁悬拼钢拱架进行拱圈浇筑过程中,拱圈的纵向分段长度、分段浇筑顺序将直接影响拱架在施工过程中的变形及应力,进而影响整个拱桥结构的成桥状态。通过有限元模型对拱架在浇筑过程中的受力状态进行分析,对拱圈分段浇筑长度、顺序进行优化,实际工程拱圈混凝土浇筑过程中的拱架变形、应力测量结果表明:拱圈分段浇筑优化后,将使拱架受力均匀,变形合理,可保证拱架在浇筑过程的安全性及拱圈成桥后的线形、内力满足规范及设计要求。     

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。     

拱肋外倾角对异形空间拱桥受力的影响

以建设中的九堡大桥主桥为背景,研究外倾式拱桥的拱肋处于不同倾斜角度时对结构受力产生的影响。采用ANSYS建立该桥三维有限元模型,计算在仅有恒载作用时主拱肋外倾角分别为0°、5°、12°、20°四种工况下该桥各部分的受力,并分析在成桥状态下该桥的第1类稳定问题。分析结果表明:主拱肋外倾角变化对主、副拱肋,主梁以及主、副拱肋间连杆的内力影响较大;当主拱肋外倾角在5°和12°时结构稳定系数明显高于其他情况;主拱肋外倾角由0°增加到20°时,结构第一阶失稳模态均为拱肋体系的整体弯扭失稳。