钢管混凝土拱桥拱肋侧倾角对稳定性影响的研究

钢管混凝土拱桥可以通过拱肋侧倾来提高横向整体稳定性。本文利用有限元方法研究了钢管混凝土提篮拱桥的拱肋侧倾角对稳定性的影响,给出了拱肋的合理侧倾角。结果表明,在拱肋横向联系很强大的情况下,拱肋内倾对提高横向稳定性的作用不明显。     

基于钢管混凝土拱桥检测结果的主拱肋病害评估

为探讨钢管混凝土拱桥核心受力部位主拱肋病害(钢管中混凝土发生空洞,脱粘等)的评估及加固方法,以某既有钢管混凝土拱桥(上承式有推力无铰拱桥,净跨160 m)为背景,通过敲击法和超声法相结合对钢管拱混凝土密实度进行检测,通过动、静载试验对桥梁整体结构受力性能进行测试.基于实测结构受力行为,利用有限元软件对主拱肋钢管混凝土不同状态下的应力进行分析,以此为参照,对主拱肋病害进行评估分析.评估结果表明,主拱肋的主要病害为钢管混凝土的脱粘而产生的混凝土局部受力截面削弱,主拱肋跨中截面应力校验系数的异常偏大仅为结构局部病害.基于评估结果提出以压浆的方式进行拱肋加固,加固后的结构整体受力能满足设计荷载要求.     

环向预应力钢绞线加固RC拱肋力学性能试验

通过RC方柱偏压试验和RC拱肋面内受力全过程试验，对环向预应力钢绞线（LPSW）加固拱桥方法进行研究。对相对偏心距分别为0，0.25，0.5的3类RC方柱进行偏心受压试验，偏心试验表明：RC方柱加固后，预应力钢绞线先于箍筋约束混凝土，有效抑制了混凝土裂缝的纵向开展，预应力钢绞线及箍筋之间具有良好的变形协调性；LPSW加固柱承载力提高了3%～34%，LPSW加固技术适合于小偏心受压结构，偏心距越小，增强效果越明显。在偏压试验基础上，拓展了LPSW加固RC拱肋的模型试验，对LPSW加固模型拱荷载-挠度曲线、截面应变和结构破坏模式等方面进行分析。拱肋试验表明：LPSW拱肋受力过程和破坏模式与RC拱肋相似，分为弹性阶段、裂缝开展阶段和钢筋屈服阶段，最终因出现5个塑性铰形成机构而呈塑性破坏。由于环向预应力钢绞线约束，使RC拱肋提前处于3向受压应力状态，横向膨胀受到约束，避免拱肋出现拉应力，加固拱肋的初裂荷载、钢筋屈服荷载和极限荷载为未加固拱的2倍、1.6倍和1.47倍。基于偏压柱及拱肋试验结果，利用弹塑性失稳理论的等效梁柱法，建立LPSW加固拱肋极限承载力的计算公式，计算值与试验值吻合较好，且偏于安全，可用于评估实际加固拱桥的承载能力。     

PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架拱桥设计

为避免或缓解拱肋钢管与混凝土界面的脱粘或脱空,对钢管混凝土拱桥中的拱肋和节点受力性能的不利影响,提出在钢管混凝土拱肋中设置PBL纵肋,形成一种新型的PBL加劲型钢管混凝土拱桥形式。结合青海省西宁市采用"PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架拱桥"结构形式的某在建桥梁,首先从下层拱肋、桁架-拱组合体系两个层面对该桥进行受力分析;根据主桥结构的受力特点,采用有限元数值模拟方法,分别建立腹杆受力较大的节点的局部精细化有限元模型、典型拱肋节段模型,研究节点的局部受力情况、太阳辐射下拱肋钢管与混凝土的界面受力性能。研究表明:梁肋在靠近拱顶附近时的轴向压力最大,此后其轴力迅速变小;拱顶处的拱肋轴向压力最小,此后迅速增大,并在拱脚处达到最大;腹杆作为梁肋与拱肋之间的传力构件,将整个结构连接成整体,使整个桁架结构共同受力;靠近拱顶、且腹杆受力较大的节点受力较为复杂。设置PBL纵肋能明显减小节点的传力长度、缓解节点的应力集中和变形程度,从而改善节点的受力性能;能明显缓解太阳辐射作用下钢管与混凝土的脱粘和脱空,从而保证拱肋的运营安全;该桥不仅满足使用功能的要求,与环境协调、造型美观,且受力较为合理,整体应力水平不高,满足安全的要求。     

两种钢管混凝土实体拱桥力学性能的对比分析

进行钢管混凝土实体(哑铃形和单圆管)拱桥的力学性能的有限元分析和对比,并研究拱肋横撑对两种实体拱桥的动力性能和稳定性能的影响。研究表明,对钢管混凝土实体拱桥进行整体设计时,应主要从静力方面考虑拱肋刚度的选取,哑铃形的静力性能优于单圆管;拱肋横撑的数量和形式主要影响结构整体横向刚度,"K"形横撑对面外动力性能的影响要大得多;从稳定性方面考虑,单圆管优于哑铃形。     

云南省响水河大桥加固技术研究与力学验算

通过对云南箱形拱响水河大桥加固前后的有限元分析,探讨箱形拱桥在重交通荷载作用下病害类型及加固设计效果。根据现场调查,为减少桥梁上部结构自重采用马蹄形T形梁更换原病害严重的T形梁结构,提高结构的整体受力性能;同时采用封闭套箍加固技术对主拱圈进行加固处理,增强主拱圈各控制截面承载能力。加固前后有限元计算结果表明重交通荷载是造成拱脚承载力减少的主要因素;加固后该桥在不同工况荷载作用下各控制截面承载力均有较大提高,安全富裕量有不同程度增加,说明加固方法能大幅提高箱形拱桥的受力性能和整体稳定性能。     

粘贴钢板法在加固双曲拱桥中的应用研究

为了提高现有双曲拱桥的承载能力,通过在拱肋上粘贴钢板的方法对其进行加固.采用桥梁博士3.03有限元分析软件建立模型并进行受力分析.为了验证加固效果,对该桥加固前、后分别进行一次荷载试验,通过对加固前、后荷载试验理论值和实测值进行系统对比分析,证明了粘贴钢板法能有效提高双曲拱桥的整体刚度,对整体强度略有提高.该方法可以应用到其他双曲拱桥的加固设计和施工中.     

九堡大桥主桥受力特性分析

九堡大桥主桥为三跨连续组合系杆拱桥,其主梁采用钢与混凝土组合梁,拱肋采用外倾式钢箱主拱和空间曲线的钢箱副拱,结构形式新颖,该桥的结构受力表现出复杂的空间力学特点。为详细了解该桥受力特点,采用有限元法,计算不同荷载工况下的结构受力,揭示组合拱桥中各个部分构件的受力特点。通过计算分析得到:组合系杆拱桥在采用合理的施工顺序时,其整体受力性能良好,但拱与梁连接处的应力分布复杂,需引起足够的重视。     

装配式空心钢管混凝土拱桥可行性研究

为减小大跨度钢管混凝土拱桥自重,提高大跨度钢管混凝土拱桥的施工便利性,提出使用预制空心钢管混凝土构件代替实心钢管混凝土构件作为大跨度钢管混凝土拱桥拱肋的新思想。该文采用有限元分析方法对某特大桥进行了试设计研究,建立空心钢管混凝土拱桥模型和实心钢管混凝土拱桥模型,在不同工况组合条件下,对两者拱肋内力、挠度进行了分析比较,使用现有规范的计算公式进行承载力验算。结果显示:空心钢管混凝土方案与原实心钢管混凝土方案相比,拱肋各杆轴力有明显减少,不同杆件、不同主拱圈截面弯矩有减少亦有增加,不同方案对挠度的影响不大,空心钢管混凝土构件均满足承载力要求。分析结果表明空心钢管混凝土代替钢管混凝土的新思想具有可行性,可以减小大跨度拱桥整体自重,减少混凝土用量,降低拱肋上、下弦杆轴力,在提高大跨度拱桥整体力学性能和经济性方面具有一定优势。     

提篮式组合拱桥箱形拱肋的非线性稳定分析

首先阐述了箱形拱肋线性和非线性稳定性分析的计算理论,随后以圭塘河通道建设工程的一座跨度为84m的大跨提篮式组合拱桥箱形拱肋为研究对象,利用Ansys、Ansys workbench与Midas有限元软件分别进行线弹性屈曲分析和非线性仿真分析,计算结果表明,拱肋结构在持续横向荷载作用下第一条拱肋首先屈服,但由于横撑与拱肋结构的组合,使得第二条拱肋能够持续保证拱肋横向受力;拱肋结构的稳定性由横向稳定所决定,而结构在成桥阶段荷载作用下的稳定性,则由拱肋结构的竖向稳定所决定。     

某飞燕式系杆拱桥的设计简介

飞燕式系杆拱桥属于自平衡中承式拱桥,因其造型优美,跨度较大,近年来得到广泛采用。某飞燕式系杆拱桥主桥跨径布置为25 m+100 m+25 m=150 m,中跨拱肋为完整拱形结构,边跨拱肋为半跨拱形结构,拱肋均采用钢筋混凝土箱型断面。预应力钢绞线系杆锚在边拱肋端部,拱脚均固结在拱座上。拱肋设二榀分列,肋间中距为10.8 m,全桥共设11对吊杆,间距均为7 m。     

武汉罗家港互通主桥总体设计

武汉罗家港互通主桥采用85 m下承式简支桁架拱，为双向6车道城市桥梁。桁架拱桥横向布置2片拱肋，间距29.4 m，拱肋矢高16.9 m，矢跨比为1/6；拱肋、系杆及腹杆均采用带板式加劲肋的焊接箱型截面，拱肋间设置3道箱型截面风撑；桥面系采用密布横梁的正交异性板；桥墩采用m型门式墩，基础采用钻孔灌注桩群桩；拱桥采用支架拼装、顶推施工。     

中承式钢箱提篮拱桥拱肋安装施工技术

车田江大桥主桥为280 m中承式钢箱提篮拱，拱肋采用全焊钢箱结构，拱肋安装采用缆索吊装和斜拉扣挂工艺。通过介绍该桥拱肋节段悬臂拼装施工技术，如拱肋首节段采用定位支架精确定位，拱肋标准节段采用缆索吊机配合斜拉扣挂系统进行精确安装，合龙段通过持续观测、吊装姿态模拟及精确配切等技术实现了拱肋的顺利合龙，可为类似工程提供参考。     

主跨457 m钢箱拱桥弹性稳定及极限承载力研究

柳州官塘大桥为主跨457m中承式钢箱拱桥,拱肋采用单箱单室钢箱截面,为拱肋内倾角度10°的提篮式拱桥。为了研究大跨径提篮式钢箱拱桥的稳定特性,采用ANSYS有限元分析软件APDL参数化建模,分析钢材强度、拱肋安装初始缺陷、拱肋内倾角度对主拱弹性稳定和极限承载力的影响。研究表明:随着钢材强度的增大,极限荷载系数逐渐增大,且基本呈线性比例关系;弹性屈曲分析不能反映钢材强度的影响;随着拱肋内倾角度的增大,弹性稳定系数和极限荷载系数呈先增大后降低的趋势,拱肋内倾角度在12°~13°,具有最大的弹性稳定和极限承载力。     

拱肋施工偏差对斜靠式拱桥力学性能的影响

采用MIDAS/Civil软件建立某斜靠式拱桥空间有限元计算模型,通过改变内外拱肋的倾角来考虑拱肋施工可能出现的偏差,分10种工况计算该桥在恒载和恒载 活载作用下的桥梁稳定系数和拱肋位移。计算结果表明,改变内外拱肋间的倾角对该桥稳定性系数影响较小,但对拱肋位移的影响较大。随着内拱肋的倾角由外向内改变,拱肋顶部横向位移逐渐加大,特别是当内拱肋偏过竖直位置向内倾时,拱肋顶部横向位移增幅显著。     

一座新颖的月亮拱桥设计

赣州章江大桥主桥采用三跨飞燕式异型拱桥，主跨158m，拱肋由1根主拱和旁侧2根稳定拱组成，结构新颖，设计造型有如一弯升起的新月，曲线优美。主梁主跨采用钢箱梁，边跨采用混凝土箱梁。重点介绍该拱桥的结构设计。     

福厦铁路钢箱系杆拱桥设计构思与研究

采用有限元方法,对钢系杆拱各种矢跨比、拱梁刚度比、拱肋平面倾角、吊杆及其他主要杆件截面形式、主桁中心距、横向连接、桥面形式等进行计算,得出不同结构参数下的钢系杆拱的优缺点,提出了适合于福厦铁路实际情况的合理结构形式和设计参数。     

横撑及桥面系对钢管混凝土拱桥动力响应的影响分析

横撑和桥面系作为钢管混凝土拱桥的重要组成部分对结构整体动力响应会产生很大的影响。以茅草街大桥为例,建立了中承式钢管混凝土拱桥不同横撑和桥面系布置形式的有限元模型,采用三向地震波同时输入的形式,得到6种工况在相同地震波作用下的不同动力响应,提取出拱肋的弯矩和位移包络图,并对面内弯矩、面外弯矩、竖向位移、横桥向位移进行了比较和分析。结果表明,桥面系对拱肋的响应影响很大;拱肋与桥面系结合处位移、内力均较大,在设计中应予以关注;在保证横向刚度的前提下,横撑需进行优化布置,以使得拱桥动力响应更加合理安全。     

系杆拱桥在风压力下吊杆力的非保向效应

研究了系杆拱桥在风压力与拱轴压力共同影响下引起的横向挠曲,同时考虑了吊杆力的非保向共同作用。采用单榀箱形拱肋与结合梁为系梁,以及框架式联结系的双榀系杆拱桥2个算例,对上述影响作出相应的计算,并对箱形拱肋弹性薄板进行局部加劲的优化设计,以提高其稳定性。     

广西南宁大桥液体粘滞阻尼器设计

广西南宁大桥主桥为主跨300 m的曲线梁非对称外倾钢箱拱桥,属于飘浮体系。为了改善主桥结构的抗震性能,在主梁与肋间平台之间设置了液体粘滞阻尼器。介绍大桥液体粘滞阻尼器的设计。