四拱肋三系梁钢管混凝土拱桥设计与施工

慈城大桥是杭州湾跨海大桥南岸接线工程跨越慈江的一座下承式钢管混凝土系杆拱桥,桥梁采用四榀拱肋三系梁设计。通过设计计算和监测桥梁施工过程表明,系梁钢束张拉与吊杆索力是四拱肋三系梁钢管混凝土拱桥桥梁的成桥状态重要控制因素。     

基于桥梁博士的主跨96m钢管混凝土拱桥施工控制分析

利用有限元分析软件桥梁博士对某96m钢管混凝土提篮拱桥上部结构进行分析模拟,计算该桥各个施工阶段内力以及位移情况。将有限元理论数据和施工现场的实测数据进行对比分析,结果表明,二者基本吻合,符合相关规范基本要求,梁体线性满足设计要求,桥梁成桥后处于可控的状态。     

大跨径钢管混凝土拱桥主拱肋施工阶段稳定性分析

钢管混凝土拱桥造型美观,具有良好的跨越能力,在公路及城市桥梁中应用广泛,作为一种典型的自架设桥梁体系,大跨径钢管混凝土拱桥一般采用缆索吊装的方法施工,由于该类型桥梁的特点,在施工过程中桥梁的刚度和质量均处于不断变化之中,同时桥梁施工过程中受外荷载的情况较为复杂,外荷载的扰动对结构的稳定性较为不利。以一座大跨径钢管混凝土拱桥作为依托工程,对桥梁施工过程中的稳定性进行分析,根据特征值分析及结构的屈曲模态确定了较为不利的施工阶段,分析方法可供类似工程借鉴。     

旧桁式组合拱桥荷载试验研究

某预应力混凝土桁式组合拱桥,由于长期的使用导致桥体积累了较多损伤和病害。通过结构计算、现场检查、荷载试验等工作,评价该桥的工作性能和承载能力,对于同类型桥梁的试验测试方法和结构承载能力评价具有一定的参考价值。     

既有刚架混凝土拱桥的安全性评估与加固措施研究

针对目前正在运营的刚架混凝土拱桥出现的主要病害,首先利用基于层次分析及专家评估的变权综合系数法对一实际病害桥梁结构进行了评估,然后根据评估结果对该桥的维修加固措施进行了研究;采用有限元方法对桥梁加固后的内力和变形进行了计算,并根据计算结果对该桥的加固效果进行了评估分析.结果表明:利用综合系数法能够较好地得到既有刚架混凝土拱桥的评估结果,同时本文的维修加固措施对今后同类型桥梁结构的维修加固也具有一定的借鉴意义.     

钢管混凝土拉索组合拱桥钢管内混凝土灌注的研究

拱桥在主拱施工中,一般采用分段同时加载法(5段法)。否则,由于变形过大极其容易出现安全事故,这种现象在拱桥施工中并不罕见。那么,对于钢管混凝土拉索组合拱桥,空钢管截面很小而混凝土重量很大,能否实现钢管内混凝土一次连续泵送是一个关键。现以世界上第一座钢管混凝土拉索组合拱桥为结构原型,详细分析了其主拱圈钢管内混凝土泵送的过程,为类似的结构桥梁施工提供一定参考。     

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.     

广东百旺大桥的非线性与稳定分析

考虑结构的几何非线性和材料非线性,建立了广东百旺大桥钢管混凝土拱桥计算模型,并对该桥施工过程和运营阶段的稳定性进行了模拟计算,其结果为大桥的设计和施工提供了理论依据.     

基于统一理论的蝶形拱桥空间稳定性分析

为考察多拱肋蝶形拱桥结构的稳定性,基于考虑钢管套箍作用的统一理论,对大跨度蝶形钢管混凝土拱桥的2类稳定问题进行了分析.通过计算特征值,得到了结构的第一类稳定安全系数;考虑结构的几何非线性和材料非线性,用荷载增量法迭代求解,得到了结构的极限承载力和第二类稳定安全系数.以太原市南中环主桥为工程背景,对该桥各施工阶段和成桥阶段的空间稳定性进行了分析.结果表明:用换算截面法和叠合单元法获得的稳定安全系数比用统一理论法获得的整体上略小,用统一理论法分析钢管混凝土拱桥的稳定性是可行的;蝶形拱桥的失稳形式以拱的面外扭转失稳为主;拱肋的初始缺陷、活载分布形式和横向风荷载等对结构稳定性均有不同程度的影响;结构的第二类稳定安全系数均小于第一类稳定安全系数.     

中承式钢管混凝土拱桥自振特性分析

利用大型通用有限元程序建立了某中承式钢管混凝土拱桥的三维空间有限元模型,计算了该桥梁结构的自振频率和振型,计算结果可为该桥的设计、施工以及使用阶段的健康检测和维护提供技术参数和依据。     

钢管砼劲性骨架I型肋拱桥施工阶段结构计算

以盐源金河雅砻江大桥 170m跨径的钢管砼劲性骨架在施工过程中的结构计算为研究对象 ,考虑几何非线性 ,采用平壳 -桁 -梁组合结构的空间有限元分析模型 ,探讨了拱肋砼浇筑过程对结构内力、变形及稳定性的影响     

混凝土灌注顺序对哑铃型钢管混凝土拱的影响

组合空间梁单元法是分析哑铃型钢管混凝土拱的一种新方法,该方法可以很容易获得上、下弦钢管、缀板的内力及其内部混凝土内力。运用组合空间梁单元法,开发了计算程序,分析了不同混凝土浇注顺序对哑铃型钢管混凝土拱桥的影响,并得出一些有益结论。     

钢管拱肋分段吊装扣索一次张拉索力改进算法

为改善大跨钢管拱肋分段吊装扣索索力常用算法迭代效率低、计算时耗长, 且忽略了温变影响等不足, 建立了可考虑温变影响和提高计算效率的改进算法; 基于材料力学和几何学相关知识, 推导了吊装过程中拱肋位移变化与温变的理论关系, 并在计入温变引起索长和拱肋位移改变的情况下, 推导出扣索索力变化与温变的理论关系; 基于扣索一次张拉法和ANSYS零阶优化法, 开发了考虑温变影响且在迭代子步中对程序自动搜索实施宏观调控的扣索索力计算程序; 运用改进算法对某主跨300 m钢管混凝土拱桥开展了分段吊装施工控制分析。分析结果表明: 推导的理论公式和有限元分析结果的变化规律一致, 拱肋位移变化的最大相对误差为11%, 索力变化的最大相对误差为18%, 均能满足工程精度要求; 与原算法相比, 采用改进算法的迭代次数由26次缩减到17次, 迭代效率提高了35%, 计算索力与实测索力的最大偏差由276 kN减小到100 kN; 拱肋松索成拱位移理论值与实测值的最大偏差为7 mm, 成拱线形正常; 建立的改进算法可实现扣索一次张拉, 提高迭代效率和计算精度, 运用改进算法控制大跨钢管拱肋吊装施工可使拱肋松索成拱线形满足设计要求。      

空间刚架结构钢-混结合段的力学性能

为了研究某高速铁路空间刚架结构钢-混结合段的力学性能及传力机理,对其进行了1∶2大比例节段模型试验及非线性有限元分析.对试验模型分别进行正常使用极限状态与承载能力极限状态加载,测试主要构件的应力、变形分布及其随加载历程的变化;结合非线性有限元分析,探讨了结合段传力构件之间的荷载分配关系.研究结果表明:钢-混结合段钢结构、混凝土结构及PBL键贯穿钢筋的应力水平较低;钢结构与混凝土之间相对滑移量较小,二者能协同受力;结合段内混凝土、钢板、剪力键等均处于弹性工作阶段,且应力分布均匀,具有较高的安全储备;钢-混结合段能有效传力,承压板和剪力键各自分担50%的荷载,荷载分配较合理.      

刚架拱静载试验加载效率研究

以某刚架拱桥为背景,利用影响线法进行刚架拱静载试验,发现在主节点（L/4截面）附近内力和挠度加载效率存在差异,同时对比了同矢跨比的普通拱桥在L/4截面的内力和变形加载效率,结果表明以内力主控时刚架拱在主节点附近处挠度的加载效率需要增加测试工况来满足要求.     

基于桁梁实桥试验的钢管混凝土界面传力机制

为分析钢管混凝土桁梁桥的承载性能和钢-混凝土组合作用机理,进行了桁梁上、下弦钢管混凝土界面传力行为实桥试验和全桥板壳-实体有限元参数分析;以主跨71 m的简支半穿式钢桁梁桥为依托,沿其上、下弦杆节间长度范围内共布设102个应变测点,测试并分析了加载车作用下钢管轴向应变分布和钢-混凝土界面传力特征;采用ABAQUS软件建立了试验桥板壳-实体有限元模型,经实测挠度与应变数据验证模型的可靠性后,进行了界面连接状态、界面抗剪刚度、钢管厚度、管内混凝土强度等对钢管混凝土界面传力性能的参数影响分析。分析结果表明:钢管轴向应变分布规律可反映钢管混凝土界面传力的基本特征;钢管混凝土桁架上、下弦杆节点区域均出现界面剪力不均匀分布现象,钢-混凝土界面有效传力范围内钢管轴向应变呈负指数函数分布,其他区域钢管轴向应变保持不变;完全脱黏的钢管混凝土桁架弦杆的钢管轴向应变在节点一定范围内呈二次抛物线函数分布;钢管轴向应变因界面连接状态所表现出的不同应变分布规律和剪力传递长度可用于评价钢管混凝土组合作用强弱和界面工作状态;桁架弦杆的剪力传递长度随钢管厚度和管内混凝土强度的增加而增大,钢管厚度的影响更显著;在钢管混凝土桁架弦杆内设置抗剪连接件可缩短剪力传递长度。      

地震作用下钢管混凝土桥墩安全性判断

以某特大桥中的一联三跨为依托,采用纤维单元建立钢管混凝土桥墩的桥梁有限元模型,输入M AXICO地震波,采用非线性时程分析法,计算钢管混凝土桥墩顺桥向地震响应,根据响应结果对钢管混凝土桥墩的安全性进行判断。结果表明：在地震作用下,钢管混凝土桥墩的内力、位移和变形均符合安全要求。     

锈蚀RC梁抗弯承载力计算方法研究

工程中钢筋混凝土梁纵向受力钢筋锈蚀情况复杂，梁上作用荷载形式多变. 为获取锈蚀RC （reinforced concrete）梁的抗弯承载能力，以锈蚀钢筋混凝土简支梁为研究对象，将锈蚀RC梁视为由混凝土和锈蚀底部纵筋组成的存在粘结-滑移的组合梁，依据混凝土与锈蚀钢筋之间的变形协调条件，给出了以挠度表达的锈蚀RC简支梁平衡微分方程；将平衡微分方程的齐次解作为单元形函数，推导出了锈蚀钢筋混凝土梁的单元刚度矩阵、等效节点荷载列阵以及每一荷载步锈蚀梁的内力计算公式；建立了能准确反应简支梁上荷载作用形式以及钢筋锈蚀状况的锈蚀RC梁抗弯承载力计算模型；最后通过17根锈蚀RC简支梁的试验数据对建议计算方法进行验证. 验证结果表明，抗弯承载力试验值与计算值之比的平均值为1.06，方差为0.012，二者吻合良好，该计算方法准确.      

钢管混凝土拱桥拱肋刚度设计取值分析

为了解桁式钢管混凝土拱肋弦管设计刚度对拱桥受力性能计算结果的影响,以一座钢管混凝土多肢桁式拱桥为实例,建立了有限元模型,进行了弦管截面设计刚度取值的参数分析,在对已建钢管混凝土桁式拱桥的截面构成进行调查的基础上,提出了桁式拱桥截面设计刚度取值建议,即根据不同的计算要求,混凝土截面刚度折减系数取1.0或0.4。分析结果显示,按照该建议,截面的内力计算值为实测值的1.2～1.5倍,变形计算值为实测值的1.5～1.9倍。可见,此取值建议可以保证桁式钢管混凝土拱桥的设计具有一定的安全储备。     

预应力钢混连续梁桥钢混结合段局部应力分析

预应力钢砼混合连续梁桥作为一种新型组合结构,它要求把钢梁和混凝土梁连接成共同受力的连续的结构体系,以便顺畅地传递各种荷载。以某钢-预应力混凝土组合连续梁桥为背景,针对钢混结合部受力复杂的特点,采用空间有限元的分析方法,建立此桥的钢混结合段的局部有限元模型,并在相关荷载工况下进行分析计算。根据计算结果,分析该桥的应力分布情况,结果表明钢混结合部分存在少数应力超过允许值,但是高应力集中于极小的区域,而结构整体上则处于较小较平均的应力状态下,对整个桥梁以及钢混结合段的整体使用性能安全影响很小。