横撑对钢管混凝土拱桥力学性能的影响分析

分析主拱肋上不同位置横撑对钢管混凝土拱桥力学性能的影响,利用有限元法分别计算不同横撑布置方式对钢管混凝土拱桥静力、动力和稳定性的影响,得出一些相关结论,为钢管混凝拱桥的研究和设计提供参考。     

国内最大跨径钢管混凝土提篮拱桥的总体设计

某主跨360 m的钢管混凝土提篮拱桥为目前国内最大跨径的钢管混凝土提篮拱桥,介绍了其主拱肋、横撑、肋间横梁、吊杆及桥面系等主要结构设计要点,对主拱、主拱腹杆、横撑、吊杆及桥面钢格子梁进行了承载能力极限状态、正常使用极限状态和短暂状态的验算,对主桥进行稳定分析和动力计算。结果表明:结构设计满足规范要求,为我国大跨径钢管混凝土提篮拱桥的设计提供依据。     

大跨径钢管混凝土拱桥稳定性研究

钢管混凝土拱桥在我国得到广泛应用,稳定性问题是制约钢管混凝土拱桥发展的重要因素之一。结合工程实践,采用大型通用有限元分析程序MIDAS／Civil对拱桥稳定性进行了研究分析,对钢管混凝土拱桥拱肋钢管的截面厚度、拱肋内填混凝土强度以及横撑布置形式对拱桥稳定性的影响进行研究。研究表明,拱肋钢管的截面厚度对拱桥稳定性影响较大,“米”字横撑布置形式比较合理。研究内容对提高该桥所采用稳定性措施的经济合理性有一定的借鉴意义。     

单拱肋外倾式钢管混凝土拱桥动力特性分析

章江大桥为国内少有的单拱肋外倾式钢管混凝土拱桥.通过建立ANSYS空间有限元模型来计算分析其自振频率和振型,着重研究主拱肋核心混凝土标号、稳定拱肋外倾角度、横撑与斜撑布置形式以及拱肋与桥面联结区刚度等结构参数对结构动力特性的影响.     

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.     

钢管混凝土拱桥的稳定分析

本文以滨海大道某钢管混凝土拱桥为背景,建立空间有限元模型,通过桥梁稳定系数的求解,对全桥稳定性进行分析;对钢管混凝土拱桥横撑的不同设置形式、刚度和拱肋刚度对稳定的影响进行对比分析,给出钢管混凝土拱桥横撑的设置要点。     

结构参数变化对钢管混凝土拱桥动力特性的影响分析

以郑州黄河二桥主跨钢管混凝土拱桥为研究对象,采用ANSYS通用有限元程序,建立了该下承式钢管混凝土拱桥动力计算的整体空间有限元计算模型;探讨了17种不同工况和损伤对桥梁的动力特性的影响。计算结果表明:该钢管混凝土桥竖向刚度相对较强,面外刚度相对较弱;横撑的布置形式对桥跨结构的竖向刚度影响不大,但对桥梁结构对面外刚度影响较大;撑脚的损伤对结构的第1阶自振频率的影响比较敏感的,但对结构的竖向刚度影响不大;吊杆和桥面板的损伤对结构动力特性的影响基本没有变化。     

中承式钢管混凝土拱桥拱肋灌注方案设计及比选研究

以某中承式钢管混凝土拱桥工程为研究背景,运用Midas/civi软件建立拱桥有限元模型,针对三种不同混凝土灌注拱肋弦钢管方案展开了应力、稳定性及自振特性对比分析,得出以下结论:LC60混凝土灌注拱肋弦钢管的应力最小且稳定性最优,同时各振型阶次的频率及特征与其余两种混凝土基本无差异,故该拱桥灌注方案建议选用LC60混凝土;采取增设横撑、增大横撑刚度、改变混凝土弹性模量或密度的方式可有效提升拱桥结构的稳定性;混凝土弹性模量和密度对拱桥结构自振特性影响较小。     

钢管混凝土拱桥的多维平稳随机地震响应

用随机振动理论，对钢管混凝土拱桥的多维地震响应的计算方法和响应特性进行了研究．提出了多维激励作用下的虚拟激励法，采用该方法分析了钢管混凝土拱桥在多维激励作用下的平稳随机响应特性，并探讨了主拱横撑刚度对结构响应特性的影响．结果表明，多维激励作用下的虚拟激励法与传统的随机振动理论具有相同的计算精度，但速度要快得多；横向激励和竖向激励对拱肋内力的影响较大，拱肋内力响应有随横撑剐度增大而增大的趋势。     

横撑布置对钢管混凝土拱桥动力及稳定性影响的探讨

应用midas程序建立了有限元计算模型，探讨了不同横撑布置形式对钢管混凝土拱桥动力特性和稳定性的影响。结果表明，不同横撑的布置形式对拱桥横向稳定性影响明显，设计时应综合考虑横撑的类型和位置，才能使横撑充分发挥作用。     

上承式拱桥横向结构减震分析

以两座跨度不同上承式钢筋混凝土拱桥为例,利用ANSYS有限元分析功能,首先对它们进行了动力特性分析,并对结果进行了对比,得出了相应的结论;然后在原桥模型上加设横向阻尼支撑,采用三条地震记录,运用动态时程分析法进行了地震响应分析,结果表明横向阻尼支撑能显著减小拱平面外的地震反应。     

无横撑系杆拱桥弹性屈曲稳定及其参数优选

在无横撑系杆拱桥设计中,拱肋的侧向稳定是控制设计的因素之一。以无横撑系杆拱桥弹性稳定承载力的解析表达式为基础．探讨了结构参数变化对面内、面外稳定承载力的影响;在设定无横撑系杆拱桥的面内、面外稳定承载力相等的原则下,研究了无横撑系杆拱桥的参数优选,并给出了基于稳定性的概念设计讨论。     

钢管混凝土模型拱动力特性分析

通过振动台试验，获得了钢管混凝土模型拱结构的自振频率．利用结构分析软件SAP2000，采用三维梁单元，视钢管混凝土为组合材料，对结构动力特性进行了有限元计算，获得了结构的频率和振型，计算结果与试验结果吻合较好．为了扩大研究的范围，进一步分析了模型拱在不同条件下的动力特性．通过改变拱肋的刚度、横撑数目以及支撑条件，研究了结构频率和振型的变化，分析了影响钢管混凝土拱结构动力特性的因素．结果表明，加强横撑有利于提高结构的横向自振频率，拱肋刚度对结构自振频率影响不大．     

叠合系杆拱的设计构思

叠合系杆拱是一种新型桥梁.某大桥设计方案采用叠合钢管混凝土系杆拱桥,从该桥的总体设计出发,探讨了该桥的最优矢跨比组合,并对该体系的孔跨布置、纵横梁及系杆、吊杆、横撑的设计做了介绍.最后探讨了该桥型的结构特点和受力特征.     

中承式钢管混凝土拱桥抗震性能分析

根据钢管混凝土统一理论,对国内某中承式钢管混凝土拱桥建立的模型进行了动力特性研究,并用时程分析法对其进行了地震响应分析。探讨了3种不同横撑设置方式对桥梁的影响,通过对计算结果分析发现横撑设置的变化能改变桥梁横向刚度,从而在一定程度上提高了桥梁抗震性能。得出的结论可以为同类拱桥的抗震设计和研究提供参考依据。     

Analysis and calculation of axial stiffness of tubular X-joints under compression on braces

This paper introduces the influence factors of axial stiffness of tubular X-joints. The analysis model of tubular joints using plate and shell finite element method is also made. Systematic single-parameter analysis of tubular X-joints is performed using Ansys program. The influences of those factors, including ratio of brace diameter to chord diameter (β), ratio of chord diameter to twice chord thickness (γ), ratio of brace wall thickness to that of chord (τ), brace-to-chord intersection angle (θ), and chord stress ratio, ratio of another brace diameter to chord diameter, in-plane and out-of-plane moment of braces, etc., on stiffness of tubular X-joints are analyzed.Two non-dimensional parameters-joint axial stiffness factor ηN and axial force capacity factor ωN are proposed,and the relationship curve of the two factors is determined. Computational formulas of tubular X-joint axial stiffness are obtained by multi-element regression technology. The formulas can be used in design and analysis of steel tubular structures.