重载铁路大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计研究

对某重载铁路一座大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计的桥梁布置、拱肋截面及线形、拱肋横撑形式、拱上桥墩方案、施工方法等若干关键问题展开研究,通过有限元对桥梁的承载力、刚度、自振特性等方面进行计算分析,得出以下主要结论:(1)上承式钢管混凝土拱桥能很好地适应桥址地形、地质条件;(2)拱肋采用四肢桁式截面,横向内倾6.5°,拱轴线形采用m=3.0悬链线,具有较好的受力性能;(3)腹杆采用H形钢构件,与拱肋弦管采用大节点连接方式,能满足重载铁路疲劳性能要求。(4)钢筋混凝土排架式桥墩在受力、景观等方面是最优选择。     

山区复杂条件超大跨径拱桥拱座施工技术

沪蓉国道主干线湖北沪蓉西（宜昌至恩施）高速公路支井河特大桥主桥为1×430m上承式钢管混凝土拱桥,其拱肋轴线采用悬链线。介绍了该拱座高边坡卸载防护、拱座大体积机制砂混凝土泵送、温控等相关施工技术。     

支井河特大桥钢管拱肋拼装斜拉扣挂系统设计

沪蓉国道主干线湖北沪蓉西(宜昌至恩施)高速公路支井河特大桥主桥为跨度430m上承式钢管混凝土拱桥,拱肋轴线采用悬链线,是目前世界上同类桥梁跨径最大者。拱肋纵向分30个节段,采用无支架缆索吊机安装,两岸对称悬拼、齐头并进至跨中合龙的斜拉扣挂法施工。介绍拱肋节段安装斜拉扣挂系统的施工设计方案、计算分析等。     

大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计研究

研究目的:大跨度上承式钢管混凝土拱桥,结构受力复杂.结构形式和施工方法的选择对拱肋受力、桥上无缝线路设计、列车行车安全性和平稳性有较大的影响.因此,本文对此进行研究探讨.研究结论:上承式拱桥是跨越山区河流、深谷的合理桥式.通过对某线黄河特大桥上承式钢管混凝土拱桥的设计研究,得出如下结论:(1)拱肋截面形式、拱肋横倾角及拱上建筑主梁跨度、支墩顶支座布置方式等有关设计参数对无缝线路、车线桥动力性能影响的计算研究结果;(2)拱肋矢跨比及拱轴系数、钢管拱架设方案、管内混凝土灌注顺序选对拱肋应力影响的研究结果;(3)形成了一整套上承式铁路拱桥设计研究的新思路、新方法.     

高速铁路钢管混凝土拱桥拱轴线型比较分析

研究目的:为探讨钢管混凝土拱桥拱轴线型对结构力学行为的影响,以某高速铁路上承式钢管混凝土拱桥为工程背景,采用Midas Civil建立有限元模型,对比分析恒载或ZK活载作用下不同拱轴线型对结构变形、内力以及稳定性的影响,并探究其影响规律,从而为高速铁路钢管混凝土拱桥的相关设计、施工和运营提供参考或借鉴。研究结论:(1)该结构具有良好的线弹性,不同荷载作用下拱轴线型对结构力学行为的影响规律保持较好的一致性;(2)拱轴线型对结构靠近拱脚区段弯矩、剪力和组合应力影响显著,对跨中区段轴力影响明显,而对L/8截面和L/2截面竖向变形影响明显;(3)高速铁路桥梁面内面外刚度要求高,整体稳定较好,失稳形式主要表现为局部杆件失稳;(4)该研究结果有助于优化钢管混凝土拱桥拱轴线选型以及结构杆件设计。     

82.5m下承式钢管混凝土提篮拱桥结构设计

钢管混凝土拱桥充分发挥了钢管混凝土抗压性能好的优点,而且减轻了桥梁上部结构自重,大大提高了梁拱组合体系拱桥的跨越能力。钢管混凝土拱桥以其结构轻盈、线型优美、造价经济等优点而在铁路跨路、跨线工点上大量采用。张唐线跨越唐津高速公路立交主桥结构为跨径82.5 m下承式钢管混凝土拱桥,拱肋在横桥向内倾8度,呈提篮式。主要从结构设计、结构计算和拱肋稳定性3个方面重点对该桥进行介绍,并在拱轴线比选和吊杆张拉顺序两个方面提出一些设计思考。     

半穿式钢管混凝土拱桥设计研究

常规的大跨度钢管混凝土提篮拱桥,由于拱上立柱较高,导致上部结构的纵向与横向刚度大幅度降低,这一问题制约了该桥型在铁路桥梁中的应用。采用半穿式提篮拱结构,使拱上立柱高度降低约10 m;同时由于拱顶140 m范围内两侧拱肋由混凝土梁实现了刚性连接,每处立柱下拱肋之间也设有刚性横梁,从而大幅度提高了结构整体横向刚度。     

蝴蝶拱桥稳定性多参数影响研究

以某蝴蝶拱桥为工程背景,建立该桥的空间有限元计算模型,分4个工况计算了该桥的稳定安全系数。通过改变拱肋外倾角度、拱肋刚度、端横梁刚度以及吊杆布置形式计算了不同设计参数下结构在恒载工况以及恒载+活载工况的失稳特征值。结果表明,拱肋的刚度对稳定性起着决定性作用;吊杆的布置形式只改变拱肋的面内刚度,对于面外刚度没有影响。     

主跨270m提篮式钢管混凝土拱桥拼装施工技术

位于东海近海海域的三门口跨海大桥,主跨为270 m的中承提篮式钢管混凝土拱桥,拱肋轴线采用悬链线,单肋拱肋纵向分13段,采用无支架缆索吊机安装、钢绞线斜拉扣挂法施工。介绍其拱肋节段吊装系统,拱肋分段悬拼的施工方案、主要施工工艺等。     

东莞水道特大桥钢管混凝土拱桥动力特性分析

桥梁结构的动力特性(固有频率和振型)是结构动力分析和抗震分析的重要参数。以东莞水道特大桥(主桥)为研究对象,通过建立空间结构模型,计算分析了钢管混凝土拱桥的动力特性,为该类桥梁的抗震设计研究提供了分析的基础。计算结果表明:该种桥型横向刚度较竖向刚度弱,桥梁低阶振型以拱肋横向振动为主。     

中、下承式拱桥自振特性分析

以平行式、提篮式和斜靠式3种中、下承式混凝土拱桥为工程实例,采用有限元程序MIDAS/Civil建立桥梁空间有限元计算模型,对其进行自振特性分析,比较3种不同桥型自振特性的特点,计算结果表明:中、下承式混凝土拱桥的振型主要有拱肋面外横向振动、结构整体竖向振动和扭转振动,高阶振型才出现桥面系的横向振动;3种拱桥都是首先出现拱肋的面外横向振动,低阶振型均以拱肋面外横向振动为主,拱肋的横向自振频率小于竖向自振频率;斜靠式拱桥的振型密集,横向振动基频比平行式和提篮式拱桥的横向振动基频大;3种拱桥的竖向振动都表现为桥梁结构整体竖向振动;3种拱桥的扭转振动都出现较晚.     

湛河提篮式拱桥空间弹性稳定性分析

为了解平顶山市湛河提篮式拱桥的横向稳定性,采用大型有限元程序ANSYS建立该提篮式拱桥的空间有限元计算模型。为了与平行拱肋拱桥的稳定性对比,同时建立了平行拱肋拱桥空间有限元计算模型,对两种桥型进行空间弹性稳定性计算与对比分析。计算结果显示:提篮式拱桥失稳形式以拱肋的面外失稳为主,拱肋无横撑区域是全桥稳定的薄弱部位;与平行拱肋拱桥相比,提篮式拱桥横向稳定性显著提高,第1阶拱肋的横向失稳模态发生了改变。计算结果用于确定湛河提篮式拱桥的设计方案。     

430m跨上承式钢管混凝土拱桥拱肋节段双肋整体拼装施工技术

沪蓉国道主干线湖北宜昌至恩施高速公路支井河特大桥位于湖北省巴东县野三关镇,主桥为1-430 m上承式钢管混凝土拱桥。双肋拱肋纵向分30个节段,安装利用缆索吊装系统,采用"两岸无风缆双肋整体对称悬拼、齐头并进至跨中合龙的斜拉扣挂法"施工技术。介绍拱肋节段拼装缆索起重机系统、斜拉扣挂系统、无风缆双肋整体分段悬拼施工工艺等。     

下承式拱桥上无缝线路设计及纵向力影响因素分析

基于梁轨相互作用原理,针对下承式拱桥的受力特点,建立下承式拱桥上无缝线路纵向力计算模型,分析了6种不同的铺轨方案,并从中比选出最佳的铺设方案,在此基础上分析了拱肋、吊杆、荷载工况、墩台刚度等对纵向力的影响。分析结果表明:在连续梁左端布置1组单向钢轨伸缩器且尖轨位于拱桥左边跨时,钢轨纵向力最小;拱肋、吊杆对钢轨伸缩力影响较大,对钢轨制动力和断缝值影响较小;计算钢轨制动力时建议选取拱桥全跨布载,计算断缝值时建议在连续梁梁端附近设置断轨,计算结果具有较大的安全储备;列车运行时拱肋受拉,建议下承式拱桥拱肋采用钢管混凝土结构。     

140m双线铁路上承式劲性骨架混凝土拱桥设计

上承式劲性骨架混凝土拱桥具有适用于地质条件较好的峡谷和山谷地区的优势,是铁路大跨度桥梁的发展方向之一。其拱肋采用劲性钢管骨架,缆索吊装合龙,挂模施工外包混凝土,能够较好地解决桥下山坡陡峻、河谷水深等不利条件对施工的影响,成桥具有造型美观,结构刚度大,后期维修养护小等优点。根据桥址处的地质条件、通航要求、桥上线路布置等要求,桥型选择了主跨140 m的上承式劲性骨架混凝土拱桥。对该桥的拱轴系数、矢跨比、横肋横向倾角、拱上立柱间距等参数进行了详细研究。在此基础上,采用M idas软件建立有限元模型,从静力、动力以及屈曲3个方面进行了计算分析,结果分析表明该桥满足设计要求。     

大跨径钢管混凝土桁架拱桥稳定性分析

对小三峡大桥主桥即中承式钢管混凝土桁架拱桥的空间稳定性进行了分析。采用Midas/civil有限元程序建立该拱桥的空间有限元计算模型,对其进行了空间稳定性计算与分析。计算结果表明:该拱桥拱肋的横向刚度较小,可以通过优化拱肋截面尺寸与改善横撑结构形式达到提高拱肋横向刚度的目的;桥面系面外刚度略小,需要加强预制小T梁与横梁的连接,同时加大边纵梁的截面尺寸并与横梁固结,以提高桥面系的面外刚度,使桥面系形成强大的梁格体系,共同抵抗外荷载的作用。     

400m级铁路CFST拱桥合理拱肋内倾角研究

《钢管混凝土拱桥技术规范》中拱肋内倾角的建议取值对特大跨径钢管混凝土(CFST)拱桥不再完全适用.以一座400 m级铁路CFST拱桥为例,研究其拱肋内倾角的合理取值范围.采用Midas/Civil2015建立空间有限元模型,分析计算不同拱肋内倾角取值下结构的自振特性、线弹性稳定安全系数以及静力荷载和强震作用下结构的内力、位移响应以及控制截面应力.研究结果表明:当拱肋内倾角控制在3.5°～4°时,结构第4和8阶自振频率获得大幅提升,可以改善拱肋横向抗弯和抗扭转性能,同时前2阶稳定安全系数也达到较优状态,还避免了横向最不利荷载作用下拱肋横向位移的大幅增长,并且在考虑罕遇地震作用情况时,位移、轴力峰值以及降低拱肋混凝土拉应力方面均达到较优状态.综合各项指标,建议此类400 m级铁路CFST拱桥拱肋内倾角取值范围宜为3.5°～4°.     

吊钟岩大桥主拱劲性钢管骨架转体施工技术

吊钟岩大桥主跨为跨度140 m上承式拱桥,拱肋为劲性钢管骨架混凝土箱形结构.文章重点介绍钢管骨架转体施工中的施工控制计算模型、转体施工技术要点及施工应力、位移的监测情况.     

水柏铁路北盘江大桥钢管混凝土拱设计

水柏铁路北盘江大桥是我国第一座铁路钢管混凝土拱桥,主桥结构采用上承式X形钢管混凝土拱,跨度236m;主拱肋及横向联接系在拱肋未灌注混凝土前为完全钢结构,在灌注混凝土后及大桥运营阶段,主拱肋为钢管混凝土结构;实腹板及上下盖板按照型钢混凝土结构设计;拱上墩座为加劲的钢箱墩座,并与拱肋连接;腹杆设计采用H形构件、节点板连接的构造;涂装层按长效防腐进行设计,拱圈钢结构外表面采用热喷涂复合涂层体系,涂层类型为喷铝合金 封闭 涂装。     

深圳市芙蓉大桥钢管拱架设

深圳市芙蓉大桥主桥为 ( 5 5 +80 +5 5 ) m 3跨连续下承式钢管混凝土系杆拱桥 ,跨越洪湖公园水域。根据工程特点 ,采用支架法架设钢管拱肋施工 ,主要介绍拱肋架设的经验及教训。