基于APDL语言的拱轴系数m优化分析

剖析了悬链线拱轴系数的计算原理,对比分析了两种拱轴系数的优化算法特点,介绍了基于APDL语言的拱轴系数优化流程,依托某下承式钢管混凝土梁拱组合市政桥梁,开展拱轴系数优化计算,分析并比较了圆弧线、抛物线及优化后的悬链线三种线形作为拱轴线时的主拱肋各截面偏心距。分析结果表明:基于"压力线与拱轴线偏离最小法"对拱轴系数进行优化,经过6次迭代后,可快速获取合理拱轴系数,优化拱轴系数后的拱肋,正、负弯矩降低了25%左右,受力状态得到明显改善;抛物线与优化拱轴系数后的悬链线拱肋偏心距基本一致,两者拱肋弯矩数值也基本相等;小跨径拱桥拱轴线采用圆弧线时,与采用抛物线与悬链线相比,可改善拱肋拱顶区域受力,但却是以牺牲拱脚处受力为代价;在设计时,建议选择抛物线作为小跨径钢管混凝土拱桥拱轴线形。     

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。      

分界点对混合拱桥受力影响研究

为增大拱桥跨越能力,缩短建设周期,降低工程造价,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-混混合拱桥形式。以420 m跨的重庆万州长江大桥为依托,利用Ansys参数化分析方法,对钢-混分界点位置对主拱变形、内力及拱轴系数选取影响进行数值分析。研究发现:钢-混分界点位置对拱桥受力及变形影响显著,当分界点位置超过0.181倍拱圈跨径后,主拱变形呈马鞍形变化趋势;分界点位于四分之跨截面时,为减小拱圈恒载压力线与设计拱轴线偏移的不利影响,必须取较大的拱轴系数;分界点对拱脚至四分之跨段弯矩和3/8跨至拱顶段的轴力影响显著,对全桥拱圈应力影响相对较小。结果表明:考虑拱圈变形有利,混合拱分界点宜位于0.125倍拱圈跨径至0.181倍拱圈跨径段。     

三肢桁式截面拱肋钢管混凝土拱桥动力特性优化

三肢桁式截面拱肋的钢管混凝土拱桥是一种新颖而实用的桥梁结构,在实际工程中已经得到了应用。针对目前此类桥梁的设计未考虑其动力特性而造成安全隐患,以某一工程为实例,在拱轴系数、矢跨比、截面特征系数与横撑设置等方面进行动力特性优化,采用有限元法为此类桥梁的设计提供依据。     

拱桥封缝处理及拱脚加固技术在宣大高速公路上的应用

拱桥及病害概况 宣大高速公路K187＋190中桥位于宣化境内K187＋190处,该桥行车方向与水流方向交角90°,上部结构为钢筋混凝土无铰拱,下部结构为浆砌块石空腹桥台,扩大基础。设计荷载汽车-超20,挂-120。主拱圈为等截面悬链线无铰拱,矢跨比为1/5,拱轴系数m=3.142,腹拱拱圈为圆弧拱,矢跨比1/4。     

大跨径铁路拱辅梁桥健康监测研究

以新建兰渝铁路广元嘉陵江双线特大桥为例,根据大跨径铁路桥拱辅梁桥的结构特点,介绍了当前铁路桥梁结构健康监测的现状和不足。通过对桥梁结构健康监测系统的组成、结构和功能的研究,以影响铁路桥梁结构响应的动、静力参数为依据,对铁路桥梁健康监测系统中传感器的选型和布设方面进行了设计和优化,并给出了该桥健康监测系统传感器优化组合的算例,为同类型的大跨径铁路拱辅梁桥的健康监测设计提供参考。     

浅谈采用midas civil进行上承式拱桥设计思路及适用方法

以贵州福泉市叠翠路洒金谷大桥为背景,介绍借助midas civil 2012等现代先进计算软件,对主拱圈拱轴系数的选取、活载增大系数的计算、以及结合规范进行后处理的简便适用的方法。     

斜跨钢箱拱异形人行桥结构静动力计算分析

以长春市双阳区石溪河人行桥为研究对象,通过MIDAS/Civil建立全桥有限元模型,分析了该斜跨拱人行桥梁的整体结构静力受力性能,对该斜跨拱人行桥梁动力特性及稳定性进行计算分析。主要结论如下:该斜跨拱人行桥梁跨越能力较大,结构整体刚度较高,结构轻巧,造型独特,施工也相对较为简单,对同类桥梁具有重要参考意义;总体计算表明,成桥状态下该斜跨拱人行桥梁刚度、强度均满足规范要求;该斜跨拱人行桥梁结构一阶竖弯频率为3.345Hz,满足《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ 69-95)规定及国际标准化组织规范规定,不宜出现人-桥耦合振动;稳定性计算分析表明,该大跨度斜跨拱人行桥梁一阶失稳特征值系数为106.6,满足规范要求。     

主副拱协作体系柔性系杆拱桥拱肋刚度优化

主副拱协作体系（斜靠式）拱桥由主拱肋和斜靠其上的副拱肋构成,是一种受力复杂的空间组合体系。以主副拱协作体系柔性系杆拱桥为研究对象,计算得到了主副拱肋受力随拱肋截面刚度的变化规律,通过拟合数据点得到拱肋内力和抗力关于拱肋截面的参数表达式,在特定优化目标条件下,实现了对主副拱肋刚度的优化,并通过有限元模型验证了优化的正确性,对该类桥型的相关研究有借鉴意义。     

拱肋倾角对中承式系杆拱桥静力的影响

先从简单的单肋拱出发,分析了拱肋倾角对单肋拱的弯矩影响,进而研究了不同拱肋倾角（垂直、内倾、外倾）对3跨自平衡中承式系杆拱桥的拱肋、系杆、吊杆静力的影响。     

120m跨现浇钢筋砼箱形拱桥主拱圈施工技术

双溪口水库大桥桥位于余姚双溪口水库上游,桥长192.8 m,桥梁主跨为净跨径120 m上承式悬链线箱形拱桥,其矢跨比1/6,拱轴系数m＝1.756;拱上结构为全空式三柱排架结构,采用7.8 m先张法预应力空心板作桥面结构,主箱为高2 m的等截面单箱双室,三腹板支承拱上排架柱;拱上结构根据高度分为横墙和排架两种形式;拱座采用8根Φ130 cm桩承台基础.     

钢筋混凝土箱拱结构桥梁拱架施工实例

工程概况 某大桥采取钢筋混凝土箱拱结构形式,其中桥梁的主拱圈为钢筋混凝土等截面悬链线拱．净跨径110m,矢高22m,矢跨比1／5．拱轴系数1．543．采用悬拼拱架现浇施工。。半幅桥梁主拱圈采用单箱三室截面,截面高2．1m,宽9．0m,拱脚段箱梁顶、底板厚度为O．3m,其余截面顶、底板厚度为0．25m,腹板厚度保持0．3m不变。拱箱在立柱处设置横隔板,其余部分隔一定距离设置．横隔板厚度为O．3m,     

人防工程拱基础结构受力分析

利用有限元法建立空间杆系结构模型,对某人防工程钢筋混凝土拱基础进行了结构受力分析,并讨论了该拱式结构的拱轴线为抛物线和园曲线以及考虑几何非线性影响的结构行为.     

简述无推力拱桥中的变形观测方法

介绍道路工程中的无推力下承式带系杆钢管混凝土拱跨结构桥梁施工过程中变形观测的内容及方法,着重介绍了拱脚、拱肋的观测方法。     

跨京杭运河特大桥钢管拱安装方案设计

跨京杭运河特大桥为跨径为132m的单孔钢管拱型桥,为优化钢管拱安装工程,针对钢管拱跨度长、桁高大等特点,通过比选钢管拱安装的2个可行方案,得出钢管拱最终安装方案为立柱式拱架法浮吊吊装。介绍了该方案的具体实施过程和钢管临时墩设计与安装及拱肋吊装等主要施工技术的解决方案。     

空腹式石拱桥拱上填料拆除施工方案分析

以一座石拱桥拱上填料拆除施工为例,详细介绍了空腹式石拱桥的受力特点,分析了拱上建筑不同拆除方案对结构受力状态的影响,并对该桥拱上填料的拆除施工顺序进行了优化分析,可为今后类似工程的拆除施工和加固设计提供参考。     

钢管拱肋桥吊索索力调整施工技术

本工程为浙江省象山县环石浦港陆岛交通工程三门口跨海大桥,主要包括北门和中门两座提篮拱桥,主拱肋轴线跨度为270 m,矢高54 m,矢跨比为1/5,吊杆间距8 m.拱肋拱轴线采用悬链线,拱轴系数1.543,拱肋轴线间距:拱脚处为22 m,拱顶处为6.969 m,拱肋内倾角为8°.横梁共计25根,为预应力混凝土结构T型梁,湿接缝采用C50无收缩混凝土.     

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.     

中承式拱桥吊杆施工工艺

哈尔滨绕城高速公路十四标段的K31 450分离立交桥为中承式拱桥，结构形式为上部结构：钢筋混凝土中承式拱，拱轴线形采用正置悬链线，净矢跨比f/L=1/4，拱轴系数m=1.756;下部结构：双柱式桥台，独柱式墩，基础为钢筋混凝土钻孔桩。桥面系采用小T梁，由吊杆横梁连接于拱助，吊杆横梁处T梁简支转连续，其它支点处T梁采用简支桥面连续结构。     

于家堡站房地下结构三联拱结构体系研究

天津于家堡站交通枢纽以城际站房为中心,配套建设轨道交通预留车站、停车场等市政工程。作为地下火车站,其结构跨度远超一般市政工程地下结构,故其结构体系的确定是一个难题。在枢纽结构设计初期,根据枢纽建筑布置和覆土荷载等条件,对三联拱结构体系的上平下拱拱效应、拱间纵梁拉力、拱的水平推力等方面进行了计算分析,得出了比较结论,最终确定枢纽南段结构不采用三联拱结构体系,其临近的层高较低的结构单元A采用完全拱上施作二次浇注素混凝土的三联拱方案。为枢纽下一步结构设计奠定了基础,同时对相似大跨度地下结构设计能够起到借鉴作用。