钢管混凝土系杆拱桥施工中受力性能及稳定性分析

为给钢管混凝土系杆拱桥施工监控提供理论依据,以南水北调工程南阳市姚湾跨渠公路桥为背景,采用有限元软件建立全桥三维空间模型,详细考虑混凝土灌注次序、混凝土徐变效应、吊杆张拉次序、系梁多次张拉等环节,对结构施工全过程的内力和变形历程及系梁浇筑过程中支架受力进行分析.结果表明,施工过程中拱肋钢管及管内混凝土应力满足规范要求;各分支钢管中混凝土的压应力与混凝土灌注次序有关;钢管内灌注混凝土的徐变会使钢管混凝土截面发生应力重分布;拱肋支架满足整体稳定性和分支稳定性要求.     

钢管混凝土系杆拱桥关键节点的受力行为

为研究钢管混凝土系杆拱桥关键节点的受力行为,以某钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,采用有限元方法对其全过程非线性受力行为进行深入分析。首先,建立钢管混凝土拱桥整体模型,对其整体受力行为进行分析,提取系杆拱桥关键节点在设计荷载工况下的最不利内力情况;然后以力边界条件形式施加给节点三维精细有限元模型,对拱脚节点和拱肋吊装节点在设计荷载工况下进行应力分析,探讨2种节点在设计荷载工况下的受力行为;最后,考虑材料非线性行为,采用弧长法对2类节点极限承载力进行分析,探讨其承载非线性行为及安全储备。研究结果表明:这2种节点构造形式在设计荷载工况下均安全可靠,且具有较大的安全储备;拱脚节点区拱肋钢管与系梁上翼缘板相交处存在明显的应力集中现象,该处构造复杂,焊缝多,设计时应重点关注;吊装节点区下弦钢管径向刚度小,采用环向加劲肋加强后,对钢管刚度及承载力均有显著改善。     

钢管混凝土拱桥拱肋内灌混凝土比选研究

为探讨钢管混凝土拱桥拱肋的最优混凝土灌注方式,依托某新建中承式哑铃形钢管混凝土拱桥工程,借助MIDAS/CIVI软件建立拱桥结构的有限元计算模型,针对3种混凝土灌注拱肋的施工阶段进行应力、变形及稳定性对比分析,得出以下结论:①随着施工阶段的增加,3种混凝土灌注方式下拱肋的最大拉应力均逐渐增大,而稳定性系数均逐渐减小;②不同混凝土灌注方式下拱肋的最大压应力、竖桥向变形均随着施工阶段的增加呈先减小后增大变化;③不同混凝土灌注方式下各施工阶段的拱肋应力、变形f由大到小均为:C50、C60、LC60,而稳定性系数则为?(LC60)?(C60)?(C50),故LC60高强次轻混凝土为拱肋最佳灌注方式。     

飞燕式钢管混凝土系杆拱桥参数分析与线形控制

对影响结构的参数进行有效识别是拱桥施工控制的重点。该文结合秋湖里飞燕式钢管混凝土系杆拱桥工程实例,利用有限元软件Midas/Civil进行计算分析,对主拱肋混凝土重度、温度、刚度及系杆索力影响参数进行了分析。得到了各设计参数变化时对主拱肋成桥线形、应力及拱脚水平推力的影响程度,为秋湖里飞燕式钢管混凝土系杆拱桥施工监控提供了参考。现场线形监测结果表明:该有限元模型有效性较高,主拱肋线形控制良好。     

南昌生米大桥拱肋三角区支架体系的设计与施工

南昌生米大桥为钢管混凝土中承式系杆拱桥,跨径布置为（75＋228＋228＋75）m,该桥三角区拱肋混凝土采用现浇法施工,其支架的可靠性对施工安全和质量至关重要。介绍三角区混凝土拱肋现浇法施工,支架体系的设计与施工。     

大跨径钢管混凝土劲性骨架拱肋施工阶段受力与稳定分析

向莆铁路尤溪大桥为一座上承式劲性骨架钢筋混凝土拱桥,拱肋结构刚度大,跨越能力强,但拱肋结构的形成过程体系多变,受力复杂,为了研究该桥施工过程中钢管混凝土劲性骨架拱肋的内力和稳定性,建立了空间有限元分析模型,模拟施工过程中钢管混凝土截面和钢筋混凝土箱形截面的形成过程。根据计算结果可知,弦杆钢管内灌注混凝土的顺序对弦杆应力影响不大,拱肋外包混凝土分层浇筑方案对混凝土的应力有较大影响,该桥三环浇筑方案外包混凝土没有出现拉应力,实际施工中应确保每一层混凝土浇筑过程中的各段混凝土的浇筑同时进行,尽可能达到实际施工与计算模型两者吻合。施工过程中钢管骨架最大悬臂阶段及钢管骨架合龙灌注混凝土后的稳定系数均大于4,满足规范要求。     

飞燕式钢管混凝土系杆拱桥静动力特性分析

该文以飞燕式钢管混凝土系杆拱桥为研究对象,利用有限元软件Miads/Civil建立空间分析计算模型,进行静、动力特性及稳定性分析。主要研究了拱肋在正常使用极限状态和承载能力极限状态下的受力状况、系杆在各个施工阶段张拉力的确定及成桥后混凝土收缩徐变对拱肋位移的影响。分析了该桥的结构自振频率和振型特征。结果显示:该桥的稳定系数满足规定要求。     

某异型系杆拱桥空间力学特性分析

为研究斜吊杆异型系杆拱桥的空间力学特性,以某异型系杆拱桥为研究对象,采用MIDAS Civil建立该桥空间有限元模型,分析其在施工和使用阶段的静、动力特性及结构稳定性.分析结果表明:该桥斜吊杆附加应力对拱肋影响较大,全桥纵、横梁框架体系整体刚度较大,拱肋挠度对整体降温比较敏感,使用阶段各吊杆应力幅比较均匀,为50 MPa左右;拱肋侧倾刚度较小,拱肋刚度对全桥刚度贡献较大,各阶段稳定系数均较高;吊杆调索对全桥应力水平有较大影响,施工中应予注意.     

续论预应力混凝土系杆拱桥的设计与施工研究(续)——连续梁拱组合桥梁

(接上期) 2 系杆拱施工的发展 2.1 钢管混凝土拱肋施工 2.1.1 钢管拱肋的吊装 对于中承式拱桥或半中承式系杆拱桥,实践证明采用无支架施工既安全又经济.在施工步骤上,首先完成三角体或边跨施工,然后安装中跨桥面以上拱肋.     

桁架式钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注时受力的简化计算

该文针对钢管混凝土拱桥拱肋灌注中爆管事故频发问题,采用平面简化计算方法与空间有限元方法对桁架式钢管混凝土系杆拱桥灌注钢管及缀板腔内混凝土时拱肋的受力特性进行了分析。分析表明:桁架式拱肋在灌注钢管内混凝土时一般可满足要求,而在缀板腔内混凝土灌注过程中,钢管与缀板交界处以及缀板横向中心位置始终存在较大的应力,而泵送压力太小则又将施工工序复杂化,建议对缀板腔进行型钢加劲。     

大跨径钢管混凝土拱桥非线性效应及合理设计探讨

该文通过运用结构的复合非线性（几何非线性和材料非线性）极限分析理论，对在建368m大跨径钢管混凝土中承式系杆拱桥进行了非线性稳定性空间分析，在此基础上，还对该钢管拱桥的主拱肋矢跨比，钢管壁厚及混凝土标号等设计的合理性进行了探讨。     

合江长江一桥拱肋钢管混凝土灌注施工

合江长江一桥为主跨530 m的中承式钢管混凝土桁架拱桥,共有2个拱肋8根拱肋主弦钢管,每根拱肋钢管分两边(半跨)同时灌注,拱肋管内混凝土为C60高性能自密实微膨胀混凝土,每次单边灌注方量300多m3,采用真空辅助泵送法分3级接力一次性完成灌注施工,施工质量好、速度快,可在同类工程中推广应用.     

大跨径钢管混凝土拱桥复合非线性研究及合理设计探讨

通过运用结构的复合非线性（几何非线性和材料非线性）极限分析理论，对国内一座在建的368m大跨径钢管混凝土中承式系杆拱桥进行了复合非线性稳定性空间分析，在此基础上，还对该钢管混凝土拱桥主拱肋矢跨比、钢管壁厚及混凝土标号等的设计合理性进行了一些探讨。     

结构损伤对系杆拱桥结构性能的影响研究

为了研究系杆拱桥在关键构件损伤后的安全性能和内力重分布规律,以某钢管混凝土系杆拱桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,设置吊杆损伤、吊杆失效和拱肋损伤不同工况,对比分析该桥在损伤状态和完好状态下的结构性能,分析损伤状态对其动力特性、稳定性、结构位移和内力的影响。结果表明:吊杆损伤、失效和拱肋损伤会使桥梁整体刚度降低、自振频率减小,但对振型基本没有影响;吊杆损伤、失效和拱肋损伤会导致桥梁稳定性降低,但降低幅度较小,对失稳形式没有影响;吊杆损伤会引起桥面竖向位移和吊杆应力增加,但对拱肋弯矩影响不大;吊杆失效会对其相邻部位产生显著影响,使结构发生显著的内力重分布;拱肋损伤对桥面竖向位移和吊杆应力影响很小,对拱肋弯矩影响较大。     

钢管混凝土系杆拱桥无支架施工技术探讨

以75 m跨径钢管混凝土系杆拱桥为例,介绍利用拱肋钢管所形成的劲性骨架,进行构件制作、安装和现浇等工艺的无支架施工过程。建立计算模型,对主要构件各施工阶段的受力和稳定性进行验算,为桥梁安全施工提供依据。     

丫髻沙大桥施工过程的稳定分析

采用非线性稳定分析程序，考虑施工过程中结构体系不断变化、荷载的逐步增加等因素，计算了丫髻沙大桥灌注主拱肋混凝土施工过程中的稳定安全性，得出了各施工阶段稳定安全系数。分析比较了采用两种不同的钢管内混凝土施工工序对该大桥结构稳定安全的影响，计算结果为大桥施工提供了指导。     

丫髻沙拱桥施工阶段的非线性稳定分析

采用非线性稳定分析程序 ,考虑施工过程中结构体系不断变化、荷载的逐步增加等因素 ,计算了丫髻沙大桥灌注主拱肋混凝土施工过程中的稳定安全性 ,得出了各施工阶段稳定安全系数。分析比较了采用两种不同的钢管内混凝土施工工序对该大桥结构稳定安全的影响 ,计算结果为施工提供了重要的理论指导。     

南门溪大桥施工过程中的非线性稳定分析

基于非线性稳定理论,采用LUSAS通用有限元软件,针对南门溪大桥钢管混凝土提篮拱桥施工的每一阶段建立了分析模型,计算结果表明拱肋施工过程中的稳定性远较成桥稳定性差,虽考虑了几何非线性及考虑材料非线性的双重非线性效应对各阶段拱肋稳定均存在显著影响,但成拱各阶段失稳可能性较小,理论上该桥的稳定性是有保障的。文章仅就拱肋成拱的每一过程的弹性屈曲分析、考虑几何非线性的屈曲分析以及考虑几何、材料双重非线性的屈曲分析作了重点介绍。     

广珠铁路虎跳门特大桥主拱设计

广珠铁路虎跳门特大桥主桥为(120+248+120)m的连续刚构柔性拱组合桥.拱肋采用钢管混凝土结构,由上、中、下弦管组成,弦管内采用C50混凝土,每片拱肋由两管平行管和提篮内倾单管组成,由直腹杆和斜腹杆连接成三肢桁架拱;三角形直腹杆采用矩形钢箱截面,斜腹杆采用圆钢管;全桥拱肋共布置19道横撑;拱座采用实体截面.主桥采用先梁后拱的施工方案.采用MIDAS Civil 2006检算拱肋承载力、结构强度、稳定性等性能,计算结果表明拱肋的静力、动力性能均满足规范要求.     

市政管线入廊经济性分析

系杆拱桥成桥状态的合理与否直接关系到桥梁合理施工阶段的确定及成桥运营阶段的安全。本文通过对刚性支承连续梁法、弯曲能量最小法和相对刚度变化法在系杆拱桥合理成桥状态确定中的应用中的介绍,并通过某钢管混凝土系杆拱桥工程案例的有限元分析,对比分析了不同计算理论下的吊杆、系杆和拱肋内力和系杆位移状态,结果显示相较于其它两种方法,相对刚度变化法均能实现拱桥结构性能最合理状态。