拱塔斜拉桥不同拱轴线形的力学特点分析

拱塔斜拉桥兼具斜拉桥和拱桥的特点,其优美的造型很好的满足了桥梁设计对于美学的要求,使其往往成为城市的地标性建筑。本文以拱塔斜拉桥的发展历程为依据,总结了国内外该类桥梁的设计、建造情况,以此为基础,分析了不同拱轴线形对拱塔斜拉桥的桥面布置、拱塔受力的影响,得到了各类拱轴线形的优、缺点及受力特点；该结论可为拱塔斜拉桥的设计和后期维护提供一定参考。     

基于ANSYS的双套拱塔斜拉桥桥塔局部稳定性分析

基于ANSYS对某实际双套拱塔斜拉桥3种桥塔标准尺寸的截面进行特征值屈曲分析,得到3种截面的三阶失稳模态,通过和规范进行对比得到3种尺寸的组合截面稳定安全系数。组合截面钢桥塔极限承载力较大,极限状态下压应力分布更加合理。计算结果表明:双套拱塔斜拉桥桥塔三种板厚节段的屈曲特征值最小值出现在板厚40mm时,数值为7. 33 4,局部稳定满足要求。该双套拱塔斜拉桥桥塔在运营阶段不会出现失稳现象。     

双套拱塔斜拉桥拱塔竖转方案设计与施工

锦州市云飞南街小凌河大桥主桥为双套拱斜拉桥,索塔由两个倾斜的钢拱塔组成.主要介绍了拱塔竖转方案的设计与施工,拱塔施工采用竖向转体方法,即钢拱塔节段在钢箱梁桥面上安装完成后,在内拱塔上安装起扳三角架,利用计算机控制液压同步提升系统首先完成内拱塔的竖转施工,然后以内拱塔为提升支架,进行外拱塔的竖转施工,巧妙地解决了外拱塔竖转的难题,设计大胆新颖,技术含量高,为类似工程提供了一定的借鉴.     

斜拉桥钢拱塔在不同荷载作用下受力分析

以钢拱塔斜拉桥为例,采用有限元软件,对成桥阶段恒载、汽车荷载以及横向风荷载作用下的钢拱塔的弯矩及剪力进行了分析,得到以下结论:恒载作用下,顺桥方向上钢拱塔最大弯矩发生在离桥面大约1/3钢拱塔高度处,横桥方向上钢拱塔最大弯矩发生在钢拱塔底部,最大剪应力发生在离桥面大约2/3钢拱塔高度处;汽车荷载下,顺桥方向上钢拱塔弯矩最大弯矩发生在钢拱塔底部处,最大剪应力发生在离桥面大约1/5钢拱塔高度处;横向风荷载下,顺桥向上钢拱塔最大弯矩发生在钢拱塔底部处,最大剪应力发生在钢拱塔底部处,最大值为637kN·m,且钢拱塔顶部的剪力方向与钢拱塔底部相反,最大值为243kN·m。     

双套拱斜拉桥拱塔竖转提升测控技术

荆邑大桥为双套钢拱斜拉桥,钢拱塔采用工厂预制节段、工地焊接组拼、主塔和副塔液压同步提升的施工方法.为保证拱塔施工安全并在满足精度要求的条件下就位,给出拱塔结构竖转提升施工测控技术,即通过观测全站仪距拱塔顶反射靶标的空间距离实现拱塔提升角度测控;通过观测提升吊点附近反射靶标的空间坐标实现拱塔平整度测控;通过监测拱塔提升过程中结构最大应变处的应力保证拱塔本身的安全性;通过控制门架位移保证施工过程中门架安全.荆邑大桥拱塔的竖转提升实践证明,该方法是正确和可操作的,测控精度满足工程要求.     

异形拱塔斜拉桥桥塔结合部受力研究

单墩多塔多索面异形拱塔斜拉桥的主、副拱塔结合部受到多个方向作用力作用,受力相当复杂。为掌握该桥型结构复杂区域的受力情况,文中基于子模型法,采用有限元软件MIDAS/Civil、ABAQUS分别建立桥梁整体和拱塔结合部局部有限元模型,对不同工况下拱塔结合部受力进行计算分析。结果表明,拱塔结合部整体受力安全,但局部出现应力集中现象。     

锦州小凌河大桥钢拱塔架设技术

锦州小凌河大桥为倾斜式双套钢箱拱塔斜拉桥,外塔高约66m,内塔高约54m,采用竖转提升技术架设钢拱塔。施工时,在钢桥面上组拼焊接内、外拱塔,并安装竖转辅助机构,分别将内、外拱塔依次竖转至桥位状态,竖转就位后焊接竖转接口,安装并张拉斜拉索,使内、外拱塔形成整体受力结构。采用SAP 2000及ANSYS软件分别进行内、外拱塔整体受力及铰的局部受力计算分析,结果表明结构强度均满足规范要求。     

朝阳新城东街大桥“V”形拱塔悬臂拼装施工方法及过程控制

以朝阳新城东街大桥"V"形拱塔斜拉桥为背景,提出了"V"形空间拱塔结构一种新的施工方法——悬臂拼装施工方法,并对该施工方法的拱塔节段三维空间姿态调整以及按无应力状态法控制成桥应力及线形的方法进行了详细的分析。结果表明:该拱塔采用悬臂拼装施工方法是可行的,不仅保证了建设工期,而且相比其他施工方法具有很好的经济性。     

某双套拱塔斜拉桥钢-混组合段局部受力分析

为了解双套拱塔斜拉桥钢-混结合段受力性能,并通过对受力性能分析得出结论,以此为该类桥梁提供一定的理论依据和技术支持。以某双套拱塔斜拉桥工程为背景,合理选取钢-混结合段,并通过大型的通用有限元分析软件ANSYS对该结合段进行施工过程的模拟,分析总结出该钢-混结合段的应力特点、变化规律以及内部各构件的传力途径。分析结果表明:该双套拱塔斜拉桥钢-混结合段的力学性能基本满足相关规范的要求,其中钢结构部分应力全部小于200 MPa;混凝土结构部分仅在其顶部与锚头结合的部位出现较大的拉应力,需要在施工过程中采取必要的加固措施;钢-混结合段剪力钉最大受力为73 k N,满足相关规范基本要求。     

朝阳新城东街大桥主桥设计

朝阳新城东街大桥为(90+90)m独塔斜拉桥,其桥塔采用钢-混组合的V形双拱塔,设计新颖,景观效果显著。该文主要介绍了主桥、V形双拱塔设计,以及总体与局部关键部位的计算分析情况。结果表明:该桥结构设计合理,可为同类型桥梁的设计提供参考。     

双拱塔斜拉桥动力特性参数分析

为研究双拱塔斜拉桥结构参数对桥梁动力特性的影响,以武汉科技三路桥为工程背景,基于Midas/Civil平台建立主桥空间有限元模型,采用多重Ritz向量法进行动力特性计算,分析了有无横撑、有无纵向拉索、结构自重、结构刚度、矢跨比等参数变化对该桥动力特性的影响。结果表明,该桥主要振型依次为拱塔扭转、主梁竖弯、主梁横弯振型。横撑对拱塔扭转振型频率影响较大;纵向拉索对各阶振型无影响;主梁自重对主梁竖弯、横弯振型频率影响显著,拱塔自重对拱塔扭转频率影响显著;拉索自重对各阶振型频率影响较小;结构刚度对各阶振型影响与结构自重影响相同;矢跨比对拱塔扭转振型频率影响较大。     

钢拱塔施工和成塔状态动力特性的数值模拟

以杭州之江大桥为工程背景,利用ANSYS建立了施工及成塔状态的钢拱塔有限元模型,并计算了钢拱塔(考虑施工设备)的如下5个阶段的动力特性,包括:钢塔混凝土段完成、建至1/2、建至2/3、合龙前以及合龙后。计算结果表明:当钢拱塔从施工状态转变为成塔状态时,其基阶振型也由面内振动转变为面外振动,在这体系转换的过程中,钢拱塔容易发生风致振动,进而对其施工质量、设备及人员安全产生较大的影响。因此,需要采取适当的措施,以减轻施工和成塔状态钢拱塔的风致振动,而该研究的成果也可为钢拱塔的风致振动的控制研究提供科学的依据和参考。     

索辅梁拱塔斜拉桥体系受力研究

为研究新型索辅梁桥在设计时如何使用恰当的缆索承载比、何种缆索类型及布置方式来辅助梁体受力,以索辅梁拱塔斜拉桥—眉山岷江大桥为例,采用数值分析法及有限元计算对拱塔及辅塔的受力进行影响分析。主要结论为:缆索对跨度的提升作用随着其承载比的增大而增加,且当混凝土梁体采用斜拉索辅助时,对跨度的提升作用更为有效;当双肢钢拱塔间夹角约44°时,可运用“3段平衡式拉索”实现梁体和钢拱塔受力最佳的设计目的;辅塔设置斜拉索对边跨梁体受力改善明显;研究得出索辅梁跨度经验公式L辅=K槡1/ηL梁可用于指导索辅梁桥设计。     

索辅梁拱塔斜拉桥——眉山岷江大桥设计关键技术

新建的四川眉山岷江大桥应用索辅梁桥理念,利用P4钢拱塔结合三段平衡式双索面拉索和P3及P5辅塔结合单索面的稀索来辅助梁体受力,使2.5 m高的混凝土主梁满足了2×120 m的主跨要求;经受力分析,双肢拱塔间夹角取43.6°、辅塔设置两对拉索,达到梁体和钢拱塔受力最佳的设计目的。约束体系采用P4拱塔为塔梁分离,P3及P5辅塔为塔梁固结、墩梁分离,全桥8跨共500.5 m为整体一联布置,取得了结构安全性、行车舒适性及后期检修维护便捷等综合最优的性能。主梁单箱四室扁平混凝土箱梁、按全预应力结构设计,主塔及辅塔拉索在主梁上分别采用边缘锚固方式及腹板锚固方式。P4双肢钢拱塔利用转动铰并采用“同步对称竖转”工法由拼拱平台旋转到位,通过混凝土结合段与混凝土空间异形塔座构成整体。     

宁国市西津河大桥设计与施工

宁国市西津河大桥跨径布置为(90+110) m斜置拱塔双索面预应力混凝土斜拉桥，本桥桥型选择适当、力学性能合理、结构造型优美，得到当地人民的充分肯定，现阐述大桥的设计特点、内力分析、主要计算成果以及关键结构的施工要点。     

跨运营线高速铁路拱塔斜拉桥上部结构施工控制关键技术

新建常益长铁路沅江特大桥跨石长铁路桥为(32.7+90+90+32.7) m空间双索面钢拱塔钢-混结合梁斜拉桥，以18°小角度跨越既有高铁运营线路。该桥采用先拱后梁方案施工，其中，桥塔采用先竖转再跨线平转法施工，钢主梁采用拖拉法跨线施工。为确保成桥线形和应力满足设计要求，采用MIDAS Civil软件建立有限元模型，对拱塔竖转与跨线平转、钢主梁跨线拖拉、斜拉索张拉及混凝土桥面板浇筑进行施工模拟，提出拱塔顶推力及无应力线形、钢主梁临时扣塔结构与扣索力、混凝土桥面板分段施工、斜拉索三次张拉等控制技术，并将施工中拱塔与主梁的实测应力、线形与理论值进行对比分析。结果表明：拱塔转体施工过程中，拱塔线形与应力实测值与理论值吻合良好；钢主梁拖拉合龙精度控制良好；混凝土桥面板浇筑、斜拉索张拉后，主梁和拱塔的应力、线形实测值与理论值误差均在合理范围内，桥面标高满足无砟轨道铺设精度要求；铺轨后，拱塔和主梁的线形与应力、斜拉索索力等各项指标均良好，大桥整体施工控制精度良好。     

锦州市云飞大桥主桥设计

锦州市云飞大桥主桥为双索面双套拱独塔斜拉桥,跨径布置为(108+92)m,采用连续梁—斜拉桥协作体系,塔梁分离。主梁采用双边钢箱主梁结构,梁高2.8m,桥面标准宽度30m,设双向2%横坡。桥塔采用双钢箱套拱结构,外拱塔高65.5m,倾角8°,塔根间距38.0m;内拱塔高54.2m,倾角15°,塔根间距25.0m;内、外拱塔间布置25根受拉的连杆和2根压杆,分别采用平行钢丝成品斜拉索和钢箱结构;塔根采用100mm的锚栓将塔柱锚固于承台顶面,并采用螺纹粗钢筋施加预应力。全桥共设20对塔梁间斜拉索,采用高强镀锌平行钢丝索。拱塔塔基为4个分离式的群桩基础,桩基直径1.5m。设计采用卧式组拼、整体竖转的桥塔施工方案,并提出利用内拱塔起扳外拱塔的施工工法。     

沈阳三好斜拉桥主桥钢拱塔竖转施工技术

介绍目前世界首例在平面上拼装,采用液压同步提升、竖转就位的大型钢拱塔斜拉桥的施工技术.     

珠江黄埔大桥北汊桥扁平钢箱梁受力特性研究

珠江黄埔大桥北汉桥主梁采用了扁平钢箱梁,采用混合有限元方法能够计人车辆的轮载实际情况,比较精确地计算扁平钢箱梁板件的应力,真实地反映板件的受力情况,揭示了斜拉桥中扁平钢箱梁的应力分布特点.     

混合桥面结构的荷载横向分布

对于T形梁和空心板相结合的混合桥面结构,其荷载横向分布规律及是设计人民必需解决的问题。而目前已知的铰接板法对于不仅截面尺寸不同、而且截面形式差别很大的上述结构,却没有现成的解答。介绍了将铰接板法推广应用到混合桥而结构的原理和方法,并给出了公式和算例。