平钢腹板钢筋混凝土新型拱桥试设计

将组合结构应用到拱桥中,用平钢腹板来代替混凝土腹板可以达到减轻桥梁自重的目的。以重庆武隆石桥水库大桥为原型,进行平钢腹板混凝土新型拱桥的试设计,并与混凝土腹板拱桥、波形钢腹板混凝土拱桥在受力及用料方面进行了对比。结果表明:采用钢腹板设计的混凝土拱桥减轻了自重,减小了拱桥推力和拱肋轴力,缩短了全桥工程量。     

平钢腹板钢筋混凝土新型拱桥试设计

将组合结构应用到拱桥中,用平钢腹板来代替混凝土腹板可以达到减轻桥梁自重的目的。以重庆武隆石桥水库大桥为原型,进行平钢腹板混凝土新型拱桥的试设计,并与混凝土腹板拱桥、波形钢腹板混凝土拱桥在受力及用料方面进行了对比。结果表明:采用钢腹板设计的混凝土拱桥减轻了自重,减小了拱桥推力和拱肋轴力,缩短了全桥工程量。     

单拱混凝土拱桥地震反应分析

在国内外相关研究成果及相关理论基础上,以刘家田大桥为工程背景,利用有限元分析软件ANSYS,通过适当简化钢筋混凝土拱桥模型,计算钢筋混凝土拱桥的自振特性,并对其影响因素进行分析。采用反应谱分析法计算在地震作用下,单拱混凝土拱桥的自振频率及相关振型,主拱圈各关键截面的位移及内力反应。总结单拱混凝土拱桥的地震响应特点,为科学、合理的建立钢筋混凝土拱桥抗震体系提供理论依据。     

大跨径混凝土拱桥地震响应分析及减震控制目标研究

通过分析一典型大跨径混凝土拱桥的地震响应结果,得出,对大跨径混凝土拱桥而言,当其在不大的位移响应下,其内力及应力响应显著。因此,常规以位移控制为手段进行的减震方式对大跨径混凝土拱桥而言效果不显著。结合各类地震规范,比较混凝土拱桥与建筑结构在结构上与功能上的不同,提出位移响应及位移减震控制效果不宜作为混凝土拱桥的主要减震控制目标。     

钢-混组合桥墩轴压行为分析

钢-混组合柱子是钢-混凝土组合结构的形式之一,该结构具有良好的抗压、抗震和抗弯性能,在工业工程中有较广泛的应用,如应用在受压为主的拱桥的拱肋和受压为主的柱子,但是在桥梁桥墩中的应用进展缓慢,根据钢-混组合桥墩优越的性能特点,结合桥梁桥墩的结构受力实际情况,对钢-混组合桥墩的轴压行为进行模拟分析,分析结果为钢-混组合桥墩的设计及施工提供参考借鉴。     

钢腹杆-混凝土新型组合箱拱桥试设计

介绍了大跨度混凝土拱桥的发展现状,提出了用钢腹杆代替混凝土箱拱截面中的混凝土腹板,形成钢腹杆混凝土新型组合箱拱桥的构思.介绍了钢桁腹杆混凝土组合结构在梁桥中的应用情况.以主跨160 m的福建宁德岭兜混凝土拱桥为结构原型,进行了钢腹杆混凝土组合拱桥的试设计,并采用有限元方法进行了结构计算分析.结果表明,试设计桥梁满足设计要求且较混凝土拱桥减小拱圈自重约32%.初步研究表明,钢腹杆混凝土组合箱拱通过减轻自重,减小了拱圈内力,有利于悬臂施工,可提高抗震性能,是一种具有应用前景的新型组合拱结构.     

铁路钢管混凝土系杆拱桥动力特性及地震响应分析

以某铁路钢管混凝土系杆拱桥为研究对象,运用有限元分析软件ANSYS建立了其空间杆系有限元 模型,其中拱肋与系梁采用空间梁单元模拟,吊杆采用空间杆单元模拟,对其动力特性进行了分析;在此基础上运用时程分析方法分别计算了该桥在竖向和纵向地震力组合以及竖向和横向地震力组合两种工况下的地震响应,得到了主拱控制截面在两种荷载工况下的最大内力和最大位移响应,对其抗震性能进行了分析评价.结果表明：该铁路系杆拱桥动力特性总体体现为刚性拱桥的动力特征,横桥向刚度相对较弱,竖向地震力作用下的响应较大,应引起设计注意.研究可为同类型的铁路刚性拱桥抗震设计提供理论依据.     

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。      

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。     

肋拱桥地震反应特点分析

利用反应谱方法和时程法,采用4种不同的地震作用输入方式,即顺桥方向、横桥方向、竖向3个方向分别单独输入地震作用以及3个方向同时输入地震作用,对两座不同类型的大跨度肋拱桥的地震响应进行了计算,重点分析了不同方向地震作用在主拱肋引起的主要内力。研究结果表明:横向地震作用对上承式肋拱桥主拱肋内力有较大影响,横向地震作用不仅引起拱肋的面外内力,还会在拱肋内引起较大的面内弯矩、剪力和轴力;肋拱桥抗震计算时,应沿顺桥向、横桥向和竖向3个方向同时输入地震作用;拱脚为肋拱桥的抗震薄弱部位,抗震设计时应特别关注。     

钢-混凝土混合拱桥接头应力传递规律研究

钢、混凝土有效结合并共同受力的可靠性特别重要,作为钢-混凝土混合拱桥的关键构造,接头设计的合理性直接决定了施工安全与使用性能。通过有限元仿真比较分析了3种钢-混凝土接头设计方案的应力分布,研究了应力在钢箱-混合接头-混凝土箱区段的传递规律。结果表明:在钢-混凝土接头中增加加劲肋数量及加大混凝土箱末端横截面积、承压板面积,可以逐级、有效地把钢箱高应力状态向混凝土箱低应力状态传递、分散,从而降低钢-混凝土接头局部区域的应力集中程度。     

钢-混凝土混合拱桥接头应力传递规律研究

钢、混凝土有效结合并共同受力的可靠性特别重要,作为钢-混凝土混合拱桥的关键构造,接头设计的合理性直接决定了施工安全与使用性能。通过有限元仿真比较分析了3种钢-混凝土接头设计方案的应力分布,研究了应力在钢箱-混合接头-混凝土箱区段的传递规律。结果表明:在钢-混凝土接头中增加加劲肋数量及加大混凝土箱末端横截面积、承压板面积,可以逐级、有效地把钢箱高应力状态向混凝土箱低应力状态传递、分散,从而降低钢-混凝土接头局部区域的应力集中程度。     

自锚式缆索承重桥梁钢混结合部接触面应力分析

针对自锚式缆索承重桥梁结构体系自身的特点,提出了一种新型的钢混结合方式.以某跨海大桥为工程依托,基于有限元软件ANSYS建立了板实单元相结合的空间有限元模型,考虑了钢构件与混凝土之间的粘结滑移特征,通过分析不同构造下接触面的应力水平,研究自锚式缆索承重桥梁中钢梁与混凝土梁结合部的传力机理和应力分布特点.     

复合加固法提高石拱桥承载力在大件运输中的应用

在电厂建设等涉及大型特殊物件运输的项目中,按常规荷载等级设计的旧石拱桥,其承载力已难以满足特殊荷载通行的要求.以沙河桥为例,介绍了用钢丝网、钢纤维增强钢筋砼(简称三钢砼)与环氧砂浆粘贴钢板的复合加固措施,解决了大件运输中240 t重件通过的技术问题.     

钢-混凝土简支组合箱梁桥在车辆荷载作用下的动力响应及冲击系数研究

由于钢-混凝土组合箱梁桥比同跨度的混凝土梁桥要轻,因此在车辆荷载作用下,车桥动力相互作用更加明显。为了更精确地分析其动力响应及冲击系数,采用ANSYS软件建立了钢-混凝土简支组合箱梁桥的车桥有限元模型,分析了不同车辆荷载作用下简支组合箱梁桥的动力特性;根据简支梁跨中的最大动位移与最大静位移之比,计算了不同结构参数下钢-混凝土简支组合箱梁桥的冲击系数。结果表明：在常见速度范围内,车辆过桥速度对冲击系数的影响总体呈上升趋势;对于同等跨度桥梁,双轮荷载激起的桥梁最大跨中挠度和冲击系数均比单轮荷载作用时小,但前者引起的跨中最大加速度远大于后者,且这种现象随荷载过桥速度的增大而明显。说明对于质量相对较轻的公路钢-混凝土组合箱梁桥,在冲击系数的确定中应考虑较高速度下不同车辆模型的影响。     

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．     

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。     

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。