钢管混凝土拱桥施工全过程稳定性分析

大跨度钢管混凝土拱桥常采用缆索吊装斜拉扣挂法施工。应用有限元软件,针对某中承式钢管混凝土拱桥建立了从拱肋吊装至成桥的全过程计算模型,并对该有限元模型进行了稳定性分析,得出各工况下结构的稳定安全系数,最后讨论了设置横向风缆对拱肋稳定性的影响。结果表明,该桥施工各阶段稳定性均满足规范要求。     

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.     

抛物线双肋拱在非保向力作用下的横向稳定性

针对抛物线肋拱桥在非保向力作用下的横向稳定性，建立了参数化的实用计算方法，分析了不同结构参数对双肋拱横向稳定性的影响．分析表明，在非保向力作用下，下承式拱桥横向稳定临界荷载显著提高，而上承式拱桥横向稳定临界荷载明显降低；横系梁刚度、矢跨比和桥面系横向刚度对拱横向稳定临界荷载有明显影响．     

简支下承式钢管混凝土系杆拱桥稳定性参数研究

针对简支下承式系杆拱桥拱肋较高而导致的结构稳定性问题，以简支下承式钢管混凝土系杆拱桥为例，结合midas Civil有限元软件建立三维空间模型，研究拱肋之间的横撑连接形式、拱肋矢跨比、拱肋刚度、拱肋倾角以及吊杆布置形式等参数对结构空间稳定性方面的影响规律。结果表明，拱肋横撑连接形式、拱肋矢跨比、拱肋刚度以及拱肋倾角均对结构的空间稳定性影响很大，而吊杆布置形式对结构空间稳定性影响很小，变化幅度仅为8.8%,因此在拱桥设计过程中需要对这些参数的取值进行对比分析，避免导致结构失稳出现安全事故。     

抛物线双肋拱在保向力作用下的横向稳定性

针对抛物线肋拱桥在保向力作用下的横向稳定性，建立了参数化的实用计算方法，并分析了矢跨比，横系梁刚度和支承约束度不同结构参数对双肋拱横向稳定性的影响，按本文中方法计算的双肋拱的临界荷载约为实际稳定承载力的2－3倍。     

千米级缆拱组合桥概念设计研究

采用给拱肋卸载及悬索桥不设锚碇的理念,提出一种新的桥梁结构体系——缆拱组合桥,其主要由主拱、主缆、主塔、边拱及主梁组成。通过选取适宜的垂跨比、矢跨比、拱轴线等参数来调整拱和缆分担主跨桥面荷载的比例,让缆承担更多荷载,从而拱肋得到大幅度卸载,既降低了其应力水平,又提高了稳定性,使缆拱桥的跨径可以超越拱桥。以1 008 m跨径为例,对缆拱桥进行概念设计,并通过有限元研究其结构强度、刚度、稳定性等问题。研究表明:缆拱桥不仅保留了悬索桥承载力高、拱桥刚度大的特点,同时还具有一定的美学价值。     

大跨度拱桥施工阶段的有限元数值分析

随着施工技术的发展，拱桥的施工安全性是大跨度拱桥设计中的一个关键问题。采用大型有限元分析程序ANSYS对大跨度拱桥施工过程中拱架、拱肋的静力及稳定性进行了分析计算，为大跨度拱桥的施工安全提供了理论依据。     

提篮式拱桥拱肋内倾角对横向稳定性的影响

随着拱桥跨度的增加,拱桥的横向稳定问题成为拱桥安全性的重点,而提篮拱与相同跨度直立平行肋拱相比,将大大提高拱桥的稳定性,而得以在大跨径拱桥中使用.本文对菜园坝大桥施工及成桥状态,采用空间杆件(索)单元,研究了线弹性状态及几何非线形的稳定性安全系数,并研究了拱肋内倾角的大小对其稳定性的影响,得到了基于面外稳定性的合理内倾角值,为此类桥梁的设计提供了理论基础.     

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.     

大跨简支系杆拱桥非线性稳定性

宁杭高速公路南河大桥为主桥130m跨径简支下承式钢管混凝土系杆拱桥。在考虑了拱桥非线性稳定性影响因素基础上,利用有限元ANSYS结构分析程序,建立了拱桥结构稳定性分析空间有限元模型,给出了该桥常见的失稳屈曲模态,研究了大跨简支系杆拱桥的非线性稳定性求解策略,并对南河大桥简支钢管混凝土系杆拱桥进行了非线性稳定性计算。结果表明,钢管混凝土拱脚处的拱肋首先形成塑性铰,破坏时的极限荷载达到正常使用荷载的3．50倍,满足稳定性要求。     

双肋拱桥横向稳定性分析

利用最小势能原理推导了肋拱桥结构在外荷载作用下侧倾稳定临界力的近似解析解.通过讨论横撑设置及刚度的变化并结合某座钢筋混凝土双肋系杆拱桥在成桥阶段的稳定性有限元分析结果,探讨了横撑形式与类型对双肋拱桥的稳定系数和失稳模态的影响规律,并对该类桥梁的横撑设计提出了可供参考的建议.     

某异形拱桥拱肋落架过程控制分析

本文以某异形拱桥为研究背景,该桥采用满堂支架法在主梁上进行拱肋浇筑。为保证拱肋落架过程中结构安全及桥梁内力和变形符合设计要求,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL进行拱肋落架过程模拟,根据计算结果制定最佳落架方案。落架过程中对重要控制截面应力及变形进行实时监控,及时将监测数据与理论计算数据对比分析,控制截面应变及挠度实测数据与理论计算吻合较好,说明通过理论计算优化的落架方案很好的控制了整个落架过程,落架过程控制分析对实际施工具有指导意义,确保了异形拱桥拱肋落架阶段桥梁的安全性。     

飞燕式钢管混凝土拱桥稳定性影响因素分析

利用大型通用有限元软件建立某飞燕式钢管混凝拱桥的结构计算模型,对其成桥阶段各工况的稳定性进行数值模拟分析,计算线弹性、几何非线性及材料非线性稳定安全系数并比较其对稳定性的影响程度;同时,对影响飞燕式钢管混凝土拱桥稳定性的主要因素展开讨论,计算分析拱轴系数、矢跨比、宽跨比、拱肋刚度、吊杆刚度、吊杆非保向力以及风撑的数量、形式和刚度等各类因素对此类桥梁稳定的影响,研究不同取值状况下结构稳定的影响因素取值或形式的合理范围.     

大跨度拱桥缆索吊装施工过程中拱肋受力分析

探讨了大跨度拱桥缆索吊装施工过程中拱肋的受力计算,以某大跨度拱桥缆索吊装施工过程为例,采用大型有限元软件ANSYS对施工过程进行仿真分析,得出拱肋的内力及变形规律,重点讨论了每段拱肋安装并进行扣索索力调整后以及合拢后,拱肋的应力和变形情况,并指出施工过程中应该注意的问题。     

铁路钢管混凝土系杆拱桥施工过程监控及受力性能分析

以某铁路钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,采用Midas软件,根据施工过程建立了有限元模型,对各施工阶段拱肋、系梁和吊杆的应力和变形进行了分析。对该拱桥进行了应力及线形施工监控,详细介绍了监控方法及测点布置方案,并将实测值与数值计算结果进行了对比。结果表明:拆除系梁支架后系梁和拱肋的挠度增加幅度明显;随着拱桥整体刚度的增大,系梁压应力下降,拱肋压应力增加,体现出系杆拱桥的受力特征;系梁和拱肋的实测应力和位移均与有限元计算结果比较吻合,说明施工监测方案合理,可为同类结构的施工监测提供参考。     

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。     

钢管混凝土叠合系杆拱的结构稳定性分析

结合某钢管混凝土叠合系杆拱桥的施工方案,对叠合系杆拱桥的单片拱肋,通过与同跨度的哑铃型拱比较,分析了两种形式拱肋的面内、外稳定情况及其影响因素;同时又对该体系在成桥状态及运营状态下的整体稳定性,进行了相应的模态分析和探讨.     

大跨径劲性骨架钢管拱桥拱肋施工过程仿真分析

大跨径拱桥的拱肋施工是一个复杂的过程。为保证施工安全,最终成桥线形和受力状态满足设计和验收规范要求,需要施工控制仿真。应用有限元结构计算理论与计算机技术,结合主跨140 m的某上承式劲性骨架混凝土拱桥,对钢管混凝土拱桥拱肋施工过程进行仿真分析,给出了仿真计算的具体步骤并得出结论:仿真分析过程中,拱脚处上平纵联杆件应力普遍较大。为同类型桥梁仿真计算提供参考和借鉴。     

双阳跨石溪河异形交叉拱桥总体设计与计算

双阳跨石溪河桥为(26+50+26)m异形交叉拱桥,拱肋采用异形交叉双钢拱肋,主梁采用单箱双室等截面钢箱梁,设计新颖,美学效果显著。介绍了该异形交叉拱桥的总体设计,进行了整体静力计算、整体稳定性计算、整体动力特性计算,结果表明,各项指标满足规范要求、结构设计合理,可为同类型桥梁的设计提供参考。     

大跨度钢管混凝土桁式拱桥非线性稳定性分析

大跨度钢管混凝土拱桥的宽跨比较小,拱肋的横向稳定成为桥梁安全的关键问题。目前对钢管混凝土拱桥的稳定分析主要采用弹性理论,同时选用较大的稳定系数来保证桥梁安全。介绍同时考虑材料非线性和几何非线性的钢管混凝土拱桥稳定性分析方法,并采用该方法对南浦大桥的稳定性进行分析,结果表明几何非线性对该桥稳定性影响较小,而材料非线性对该桥稳定性影响较大。提出在分析钢管混凝土拱桥稳定性同时应考虑几何非线性和材料非线性的结论。