下承式高低拱-梁组合结构桥梁设计及受力性能分析

宜春市上高县青阳大桥为左右两侧采用不同矢高加强拱的下承式三跨连续梁拱组合景观桥。该文以此桥为背景,采用空间梁格法对高、低拱及主梁的受力性能进行了研究,并与常规等矢高拱梁组合结构进行对比分析,最后介绍了主拱拱轴线形的设计优化和结构整体稳定性能。研究结论表明:对于该高低拱-梁组合结构,低拱超载,高拱卸载,超卸载比例随着高、低拱间的矢高差异增大而加剧。对于箱梁,靠近低拱的箱室明显承担了更多的轴力。在箱梁预应力钢束的布置时应充分考虑这一特点。而主拱及各纵梁弯矩基本未有变化。主拱拱轴线采用二次抛物线和直线相结合的方式可以大大降低拱脚的弯矩。同时,空间稳定性计算表明,该结构形式具有较高的整体稳定安全性。     

230m网状吊杆组合梁拱桥设计分析

深汕大桥为主跨230 m网状吊杆钢混组合梁拱桥,主梁采用钢-混组合脊骨梁断面,全宽56 m,大挑臂长18 m;主拱采用二次抛物线拱轴线,六边形截面,拱高41.273 m,矢跨比为1/5.5。大桥为网状吊杆在市政超宽桥面桥梁中的首次尝试运用,对拱轴线、矢跨比、拱截面形式、拱高、拱倾角、风撑设置、吊杆间距、主梁形式等参数进行了比选分析。     

基于4次样条函数拱轴线优化设计的T-V求解法

拱桥拱轴线可以用4次样条函数表示,而基于4次样条函数的拱桥拱轴线优化设计问题是一个非线性规划问题。采用Topkis-Veinott可行方向法研究了优化求解方法,提出了新算法。通过对上承式钢筋混凝土拱桥实例求解,得到了符合设计要求的结果。计算结果表明,该拱轴线优化模型与初始拱轴线无关,不需要对初始拱轴线的选择做细致研究,只要初始拱轴线是连续曲线即可;在应用Topkis-Veinott容许方向法时,需要注意初始点的选择要求必须是可行点。由于容许方向法的每次迭代都是在可行域中进行的,方向是目标函数下降的方向,每步迭代结果都是可行设计,而且后一步迭代结果比前一步结果要好。因此,该拱轴线优化模型有较好的可靠性和实用性。     

梅林大桥设计

宜兴市梅林大桥采用三跨连续下承式梁拱组合体系全钢结构提篮拱桥,跨径布置为:66+168+66=300 m。设计中采用有限元屈曲分析及欧拉公式反推求得拱肋面外长细比,为拱桥面外稳定承载力计算提供了一种有效途径;采用弯矩最小法,通过有限元及迭代的方法确定恒载压力线,再通过曲线拟合得到合理拱轴线方程,方法简单易用。     

中承式拱拱轴线偏离后拱圈内力调整措施和计算

针对某中承式钢管混凝土拱桥成桥拱轴线与设计拱轴线发生偏离的情况，提出了配重的方法来调整拱圈内力，并对该桥在正拱、偏拱及纠偏后三种情形进行了面内静力及空间稳定性的对比分析。分析结果表明，采用配重的方法可以有效地解决由于拱轴线的偏离对结构受力产生的不利影响。     

中承式拱拱轴线偏离后拱圈内力调整措施和计算

针对某中承式钢管混凝土拱桥成桥拱轴线与设计拱轴线发生偏离的情况，提出了配重的方法来调整拱圈内力，并对该桥在正拱、偏拱及纠偏后三种情形进行了面内静力及空间稳定性的对比分析。分析结果表明，采用配重的方法可以有效地解决由于拱轴线的偏离对结构受力产生的不利影响。     

临沂南京路沂河大桥主桥设计

临沂南京路沂河大桥位于8度强震区且跨越断裂带,主桥采用飞雁式异形拱桥与V形墩结合的组合体系,采用大吨位摩擦式减隔震支座,以提高结构抗震性能。主桥两侧(30.3+34.2)m采用预应力混凝土连续梁;中间(135.5+135.5)m为飞雁式异形拱桥,拱桥采用双边箱钢-混叠合梁,主拱采用矩形钢箱变截面拱肋,拱肋轴线为异形偏态拱轴线,不设风撑,拱梁固结,梁端设水平系杆平衡水平推力。下部边、中V形墩均采用大悬挑箱形截面混凝土结构,群桩基础。大桥采用先梁后拱的施工顺序,叠合梁采用多点平衡顶推施工,拱肋采用桥位少支架大节段拼装施工。     

下承式系杆拱桥结构体系内力分布优化分析

为改善下承式系杆拱桥结构体系受力性能,提高设计效率,采用有限元法对下承式系杆拱桥进行力学数值分析,在不改变结构构造参数的前提下,通过研究吊杆、系杆张力和拱轴线形状对下承式系杆拱桥内力分布的影响,构建下承式系杆拱桥内力分布优化分析方法。研究结果表明:以拱肋、吊杆和系杆组成的结构体系应变能最小为目标,采用无约束优化算法可对吊杆和系杆张力进行优化;以拱肋截面偏心距最小为目标,采用三次样条插值函数进行拱轴线拟合,能快速得到与吊杆和系杆张力优化值对应的拱轴线;合适的吊杆、系杆张力和拱轴线形状,可以优化下承式系杆拱桥结构体系内力分布,提升下承式系杆拱桥结构体系安全性。     

常用拱轴线的设计研究

论证了悬链线和抛物线作为合理拱轴线的充分条件,探讨了拱轴系数m与y1/4/f之间、m与矢跨比之间的关系,分析了空腹式拱桥设计中选用悬链线拱轴线时综合考虑m、y1/4/f、f/l的匹配问题。     

拱轴线的统一数学描述探讨——三次NURBS表示法

该文在拱桥传统设计的基础上介绍了圆弧拱、二次抛物线拱、悬链线拱等拱轴线的统一数学描述,论述了3种拱轴线的NURBS技术处理方法和措施,得出了3种拱轴线的NURBS方法的参数计算公式,通过参数的变化控制NURBS曲线的形状,精确描述各种拱轴线,并就悬链线拱的传统计算方法和NURBS计算方法进行了实例计算对比。     

某大跨度系杆拱桥的参数分析

以某大跨度系杆拱桥为背景,对系杆拱桥的内倾角、拱轴线和矢跨比进行参数分析.重点讨论了不同拱肋内倾角下拱桥受力、合理拱轴线的选择和不同矢跨比对结构受力的影响,分析结果表明拱肋内倾角对拱肋的面外稳定影响较大;拱肋内倾角度加大,横撑线刚度增强,,可以增大拱肋面外稳定安全系数;1/4L拱肋截面为拱肋控制截面,悬链线方案拱肋截面受力最好;随着矢跨比的降低,拱肋面外稳定安全系数下降.     

上承式两铰桁架拱桥的拱轴线计算长度研究

拱桥的纵向稳定常常采用拱轴线计算长度系数将主拱换算为相当长度的压杆,通过强度校核的形式来控制稳定,但现行规范[3]只给出了裸拱的拱轴线计算长度系数;桁架拱桥的拱上建筑对主拱圈具有明显的约束作用,可以提高稳定性,其拱轴线计算长度系数仍有待于进一步研究。通过对上承式两铰桁架拱桥的稳定性影响因素进行分析比较,并对其拱轴线计算长度系数的数值进行分析,拟合得到了拱轴线计算长度系数的简化公式,对实际工程具有一定的指导意义。     

厚覆盖层地基上大跨拱桥拱座设计

无铰拱的拱脚变位对拱桥内力影响显著,在厚覆盖层地基上选择合适的拱座形式以减小拱脚变位十分重要。介绍大宁河特大桥拱座设计的选型思路和概况,并对2个主要的拱座形式进行了力学分析,根据分析结果推荐了合理的拱座形式。     

潮洲韩江北桥斜靠拱桥稳定性分析

以韩江北桥主桥主跨斜靠式钢管混凝土拱桥为研究对象,采用ANSYS有限元程序,建立了该拱桥的空间有限元计算模型,分12种工况计算了该桥的稳定安全系数,并对桥梁的失稳特征进行了分析。计算结果表明,外拱拱脚加宽对桥梁的稳定性影响程度最大,稳定系数明显提高,其他情况对桥梁稳定系数的影响都不明显。文章计算结果已用来评估该桥初步设计方案的合理性,为该方案修改提供了参考。     

潜江市兴盛路装饰拱桥布置方案及装饰拱结构力学分析

通过对拱结构与主桥的不同连接方式进行方案比选,阐明了装饰拱桥设计中需要考虑的主要因素。简要介绍了建立空间梁单元模型,并按照无铰拱对装饰拱进行力学性能验算的方法;同时根据计算结果进行结构强度、稳定性评价及静力、动力、抗震等各项力学性能分析,以确定不同参数对结构安全的影响。装饰拱布置选型方案及结构分析的研究方法可用于指导该类桥梁设计。     

细沙河特大桥中承式钢管混凝土拱桥结构设计与创新

细沙河特大桥是渝湘高速公路重庆境内的一座公路桥梁,由南引桥、主桥两部分组成,全长381 m,其中主桥为净跨190 m中承式钢管混凝土拱。介绍主桥方案比选、拱肋设计、设计技术创新及钢结构防腐内容。     

缺失技术资料的旧拱桥现场调查方法研究

对于大多缺乏原始设计和施工资料的旧拱桥,很难对其承载能力作出准确的评定。以一座旧双曲拱桥的调查为例,提出了通过结构尺寸、拱轴线、截面配筋、材料强度和病害情况调查来恢复旧拱桥图纸的方法。该方法可以为缺失技术资料的旧拱桥的调查、检测提供参考。     

兴旺大桥主桥设计及仿真分析

兴旺大桥主桥是一座蝴蝶形系杆拱桥。介绍该桥的构造设计,运用Midas Civil建立空间杆系模型对结构进行整体分析,并建立ANSYS板-实体模型对关键构造进行局部分析。通过对该桥设计难点的介绍及受力特点的分析,可为同类型结构的设计提供一定的参考或借鉴。     

某大跨网状吊杆拱桥设计与施工方案研究

深圳市深汕合作区某大桥采用230 m主跨网状吊杆拱桥一跨过河设计方案,主桥全宽56 m,主梁采用纵横梁体系钢-混组合梁断面;主拱采用六边形箱形断面,拱轴线按二次抛物线设计,矢跨比为1/5.5,拱高为41.273 m。大桥采用无柔性系杆体系,采取先梁后拱架设工序;结合内河航道无大节段钢梁运输条件、桥址处位于台风高发期的复杂施工条件,提出了主梁采用岸边原位拼装、支架滑移法施工方案,主拱采用拱脚段低位拼装、跨中段整体提升安装方案。该桥的设计理念和施工方案验证了网状吊杆拱桥在市政桥梁中的适用性、可实施性和经济性,相关研究和设计成果为今后同类桥型设计和施工提供借鉴。