八字形刚架拱桥的压力线控制区研究

对常规混凝土拱桥习惯用压力线与拱轴线的吻合程度来衡量拱圈受力是否合理,将此概念延伸引用于所有混凝土结构,如混凝土梁桥(受弯构件),多折线刚架(压弯构件)等,提出在合理施加预应力条件下,总可以使压力线与构件轴线的偏离程度控制在一定范围之内,使全截面处于受压状态。在此基础上提出在适宜条件下具有综合优势的预应力混凝土八字形刚架拱桥,并推导了其压力线包络图控制区为-Ks≤E≤Kx。     

混凝土刚架拱桥技术状况评定方法适用性分析

在理论研究与工程经验的基础上,对混凝土刚架拱桥的检查评定方法进行分析,并给出合理使用建议。分析现行规范对刚架拱桥检查评定的适用性,对同一座桥混凝土刚架拱桥应用不同规范分别进行技术状况评定,比较了评定结果,并分析了原因,给出了混凝土刚架拱桥技术状况评定的合理建议。     

桁架拱桥与刚架拱桥的施工

桁架拱桥与刚架拱桥,由于构件预制装配,具有构件重量轻、安装方便、造价低等优点,从20世纪70年代以来在全国各地被广泛应用。桁架拱桥与刚架拱桥施工的主要部分是构件的预制和安装。     

扩大截面法在刚架拱桥加固中的应用

国内许多刚架拱桥在运行期间经常发现荷载的压力线严重偏离了拱轴线,跨中实腹段主梁下缘与拱腿根部上缘分布着大量裂缝,部分裂缝超出了规范限值。结合某工程实例探讨利用扩大截面的方法对桥梁进行加固,以提高结构的受力性能和耐久性。经加固前后比较,结果表明此方法不但工艺简单、施工方便、工程造价低,而且施工完成后结构受力状况好。     

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。     

空腹式拱桥新型拱轴线研究

将常规线型作为空腹式拱桥的拱轴线,有着方法上和理论上的不完善.基于空腹式拱桥的实际恒载分布,提出将主拱圈自重与行车道系自重之和的压力线作为拱轴线,由受力平衡微分方程,使用四阶Runge-Kutta法进行求解,提出用悬索线与抛物线的组合作为空腹式拱桥新型拱轴线,通过数学分析、拱轴线坐标、主拱圈内力和实际算例,验证了其合理性.     

刚架拱桥的病害分析及防治对策

针对已建多座刚架拱桥出现不同程度病害的问题,通过现场检测几座刚架拱桥病害所测的资料,分析了刚架拱桥出现病害的原因,提出了相应的防治对策,以期为同类桥梁的设计与施工避免出现类似病害提供参考。     

浅谈混凝土刚架拱桥的病害原因及防治措施

结合工程实践,针对已建多座刚架拱桥出现不同程度病害的问题,分析了刚架拱桥出现病害的原因,提出了相应的防治对策,以期为同类似桥梁的设计与施工提供参考。     

钢管混凝土拱桥拱铰斜腹杆合理夹角分析

钢管混凝土拱桥钢管拱通常采用缆索吊装悬臂拼装法施工,为便于调整拱肋安装线形,多在拱脚处设置临时拱铰.将拱铰结构分别简化为理想桁架和刚架结构,根据力系平衡原理推导出理想桁架的斜腹杆轴向力一致表达式,将欧拉临界荷载与轴向力之比定义为腹杆的稳定系数,建立起稳定系数与腹杆夹角的关系,得到了腹杆最大稳定系数对应的夹角值;运用力法原理,推导了三角刚架端弯矩和轴向力计算表达式,通过算例验证了计算公式的正确性,在此基础上进一步研究了拱铰刚架内力与斜腹杆夹角的变化规律.结合JTG/T-D65-06-2015《公路钢管混凝土拱桥设计规范》对主、支管夹角不宜小于30°的构造要求,得到拱铰斜腹杆夹角在60°～100°间较为合理结论,验证了国内部分已建钢管混凝土拱桥拱铰构造设计的合理性.     

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.     

既有钢筋混凝土拱桥耐久性的模糊综合评估

考虑到钢筋混凝土结构耐久性影响因素的复杂性，运用模糊数学，对既有钢筋混凝土拱桥耐久性的合理评估进行了探讨,将钢筋混凝土拱桥分为构件和结构2个层次，并建立相应的隶属函数，从而得到既有钢筋混凝土拱桥耐久性的评估模型；利用所建立的模型，对某钢筋混凝土拱桥的耐久性进行了评估，结果表明，模糊综合评估具有较好的工程实用性．     

合理拱轴线确定方法探讨

从悬索结构与具有合理拱轴线的拱结构受力相似的角度出发，将悬索结构在荷栽作用下的线形沿水平面镜像后作为拱结构的压力线．以5次多项式拟合该压力线．从而确定出受力合理的拱轴线。     

世界拱桥建设与技术发展综述

为了解近20年世界拱桥的发展情况, 分析了钢拱桥、混凝土拱桥和钢管混凝土拱桥等拱桥的建设和技术创新, 展望了拱桥今后的发展趋势。分析结果表明: 在活载比重较大、动力问题比较突出的高速铁路桥梁中, 拱桥刚度大, 应用优势突出。在跨径方面, 3种大跨径拱桥的平均跨径分别为464、370和425 m, 且最大跨径不断增大, 以钢管混凝土拱桥最为明显。在材料方面, 高强钢在钢拱桥中的应用趋势并不明显; 混凝土拱桥的材料强度随着跨径的增大而不断提高, 超高性能混凝土已经得到应用; 钢管混凝土拱桥的拱肋材料强度在不断提高; 超高性能砂浆的提出将有助于提高圬工拱桥的竞争优势。在结构方面, 主拱采用新材料和钢腹板(杆)-混凝土组合截面, 与其他结构形成组合结构, 以及桥面连续化、轻型化和强调强健性, 是重要的技术进步。在施工技术方面, 钢管混凝土劲性骨架施工法、转体施工法和快速施工法等的发明, 推动着拱桥施工技术的进步。在结构创新与技术进步的推动下, 由于拱桥在美观、经济、结构等方面的独特优势, 今后仍将被大量修建; 超高性能混凝土有望为拱桥发展带来革命性的变化; 在跨径方面, 近期可望取得明显突破的是混凝土拱桥; 桥面系与主拱共同受力、连续化、轻型化和强调强健性也是重要发展方向。      

美兰法与美兰拱桥技术发展综述

回顾了美兰法100多年的发展历程,讨论了相关专业术语及其内涵与外延;调查分析了美兰拱桥在中国的应用现状,总结了美兰法的技术发展要点和历史经验;指出了美兰法技术与美兰拱结构的研究现状与发展方向。研究结果表明:美兰法在19世纪末和20世纪上半叶从欧美起源,20世纪下半叶传到中国和日本;按所采用的埋置拱架类型,其在中国的发展可分为半劲性拱架、(一般)钢管混凝土(CFST)拱架和强劲CFST拱架3个阶段;美兰拱桥为混凝土拱桥的一种,美兰法所用的埋置拱架以服务施工为主,成桥后对混凝土的增强作用为辅;截至2021年5月,收集到的中国已建成或在建的美兰拱桥有57座,2007年以来,跨径250 m以上的混凝土拱桥均采用此法修建,其中最大跨径为600 m;美兰拱桥主要应用在中国西南山区的公路桥梁中,近年在铁路桥中的应用增多,以上承式双肋组拼拱为主,矢跨比集中在1/4~1/6,拱轴线多采用悬链线;CFST拱架截面积在主拱截面中的占比、钢管直径、钢管和混凝土材料强度均随时间的推移和跨径的增大而不断提高;应用美兰法时要综合考虑有限的用钢量、受控的结构受力和简便的施工这3种因素;预埋拱架从最早的型钢向类桁式、箱式、桁式发展,目前以桁式为主,桁式钢管拱架多采用悬臂法架设,转体法也有应用且形式多样;为减少用钢量,并控制施工过程中结构的受力与变形,中国创新地引入了CFST桁式结构作为埋置拱架,并采用预压、辅助锚索、多点平衡浇筑、斜拉索等调载方法;近年来,通过采用强劲CFST拱架,外包混凝土横向分环浇筑工序减少至3环及以下;在美兰法应用方面,应以强劲CFST拱架为核心,继续开展材料、结构与施工技术方面的研究;在美兰拱结构方面,应加强钢管增强混凝土结构、超高性能材料、钢腹板(杆)-混凝土组合拱受力性能研究;同时,还应深入研究美兰拱桥的耐久性,从而为新建桥梁的设计和既有桥梁的维修养护服务。      

劲性骨架拱桥主拱圈混凝土四工作面浇筑法

为研究受力合理、施工方便、经济性好的劲性骨架拱桥主拱圈混凝土浇筑工作面设置方法, 以南盘江特大桥为对象, 分析了从两拱脚对称浇筑第1环混凝土在劲性拱骨架上产生的瞬时应力变化过程, 做出了劲性骨架主要控制截面的应力过程线, 提出了在全拱纵向对称设置4个工作面的主拱圈混凝土浇筑方法, 并将工作面分别设置在拱脚截面和控制性应力过程线峰值处, 使半跨内2个工作面上混凝土在劲性骨架中产生的应力增量异号, 以抵消部分应力; 通过分段拟合绝对控制应力过程线上升段和下降段的连续函数, 合理调整了混凝土的浇筑长度和顺序, 降低了劲性骨架的瞬时应力和变形; 讨论了四工作面浇筑法的施工操作性和经济性, 并采用该方法分析了南盘江特大桥主拱圈第1环混凝土浇筑过程中劲性骨架的应力和变形。研究结果表明: 拱脚管内混凝土应力过程线为控制性应力过程线且为单波曲线; 提出的先跨内、后拱脚, 并按拟合函数计算的长度进行南盘江特大桥混凝土浇筑的四工作面法是合理的, 该桥劲性骨架最大瞬时拉、压应力分别降至0.4和23.5 MPa, 被较好地控制在材料强度范围内, 拱顶无上挠, 最大瞬时下挠和环末下挠分别为192、82 mm, 拱轴线不发生反复变形; 四工作面浇筑法所需设备和人员较少, 具有良好的操作性和经济性, 适合于劲性骨架拱桥主拱圈混凝土浇筑, 可为同类桥梁采用。      

拱桥箱型钢拱肋的制造技术

随着桥梁设计的发展,近几年出现了拱肋为钢方箱型的拱桥,其造型更简洁、明快,更适用于城市的景观设计。以往的钢方箱拱桥制造均是以折线构造曲线,而厦门五缘大桥（原名为钟宅湾大桥）的制造是以曲线构造曲线。以此为例介绍了拱桥中曲线钢箱型拱肋的制造技术难点和工艺措施要求,主要包括腹板及上、下盖板和隔板单元的制造、钢拱肋节段组装精度控制、钢拱肋节段箱匹配及接口间隙的控制方法等。这些技术均可为其它类似的箱型拱肋及箱型杆件的制造提供借鉴。     

泰兴大桥双提篮式钢管混凝土拱施工质量控制

钢管拱肋的制造加工工艺和质量以及铜管混凝土的密实性直接关系到工程的安全、造价和成桥后的受力性能。通过介绍泰兴大桥钢管拱肋的加工、安装以及拱砼压注过程中的施工质量控制,可为同类桥梁施工积累经验并提供参考。     

泰兴大桥双提篮式钢管混凝土拱施工质量控制

钢管拱肋的制造加工工艺和质量以及钢管混凝土的密实性直接关系到工程的安全、造价和成桥后的受力性能。通过介绍泰兴大桥钢管拱肋的加工、安装以及拱砼压注过程中的施工质量控制,可为同类桥梁施工积累经验并提供参考。