内倾副拱对复式钢箱中承式拱桥的受力影响分析

该文基于复式钢箱拱桥(外倾拱为主拱、内倾拱为副拱)应用非常少的现状,以建成的某复式钢箱中承式拱桥为工程背景,探讨复式钢箱拱受力特点,评判内倾副拱对复式钢箱中承式拱桥的受力影响。通过Midas建立施工全过程杆系有限元分析模型,以成桥主拱索力保持一致为基准,开展成桥状态、运营状态受力对比分析。分析结果表明:内倾副拱对复式钢箱中承式拱桥受力影响较小,同时削弱了结构整体可靠性,造成浪费,复式钢箱拱设计方案除满足桥梁美学要求外,并未继承内倾拱桥刚度大、稳定性能好的优点,也没有弥补外倾拱空间受力的不足,在经济性上不可取,在结构受力上也不合理,同时鉴于复式钢箱拱桥应用少,开展相关设计理论研究迫在眉睫。     

主跨457 m钢箱拱桥弹性稳定及极限承载力研究

柳州官塘大桥为主跨457m中承式钢箱拱桥,拱肋采用单箱单室钢箱截面,为拱肋内倾角度10°的提篮式拱桥。为了研究大跨径提篮式钢箱拱桥的稳定特性,采用ANSYS有限元分析软件APDL参数化建模,分析钢材强度、拱肋安装初始缺陷、拱肋内倾角度对主拱弹性稳定和极限承载力的影响。研究表明:随着钢材强度的增大,极限荷载系数逐渐增大,且基本呈线性比例关系;弹性屈曲分析不能反映钢材强度的影响;随着拱肋内倾角度的增大,弹性稳定系数和极限荷载系数呈先增大后降低的趋势,拱肋内倾角度在12°~13°,具有最大的弹性稳定和极限承载力。     

斜靠式异形拱桥体系平定山湛河桥

斜靠式拱桥是由两片竖直主拱与两片斜靠的稳定拱两两组合形式的空间受力体系，中间平行拱肋为桥梁的主要结构部分。这种桥型外型新颖，富有曲线美和力度感，具有明显的技术特点，在桥面宽度大于30m，跨径在40—150m之间的景观桥中，是一种颇具竞争力的桥梁形式。1987年，西班牙建筑师Santiago Calatrava首次成功设计了第一座斜靠式拱桥Bacde Road桥，该桥直立式主拱为双绞拱，其水平推力直接传至主纵梁，形成拱梁组合结构，斜靠拱是一无绞拱，水平推力直接传至地基，是有推力体系，斜靠拱与主拱组成空间稳定体系，提高了结构的稳定性。近年来，这一体系被引入我国的桥梁建设中，成为一个新的亮点。     

斜靠拱桥的方案比较

斜靠式拱桥是两片竖直主拱与两片斜拱两两组合成的空间受力体系。这种桥外形独特新颖,富有曲线美和力度感。该文以某工业开发区正在设计中的斜靠式拱桥为例,就这种桥梁的结构体系、不同截面方案等问题展开讨论,并给出推荐方案。     

雁荡山特大桥主桥上部结构设计与计算

雁荡山特大桥为连续钢箱叠合拱桥结构,其主梁由2×90 m连续钢箱梁组成,主拱采用2榀平行钢箱拱肋,设计矢高18.00 m,2孔钢箱主拱间设置钢箱辅助拱,分别在每孔主拱拱肋之间设7道一字横撑和2道X形组合横撑,辅助拱肋设8道一字横撑,并在每孔设13对吊杆.利用ANSYS软件建立全桥空间有限元模型,分析各种荷载下的结构受力和拱脚局部受力,结果表明桥梁的承载力、刚度及局部应力均满足规范要求.     

大跨度中承式钢箱拱桥稳定性分析

以某主跨度为30m+100m+30m的中承式钢箱拱桥为工程背景,介绍了稳定分析理论,并进行了对比。采用有限元程序MIDASCIVIL通过分析,说明了在实际工程中,非线性因素对于稳定分析的影响是很大的。并且探讨了斜靠拱、吊杆形式对稳定性的影响。     

钢管混凝土斜靠式拱桥静力特性分析

以某斜靠式拱桥为工程背景,用Ansys建立了该桥的空间有限元模型,分析了斜靠式拱桥主要的结构设计参数.研究了在不同矢跨比、不同主梁与主拱刚度、不同斜拱与主拱刚度下各截面轴力和弯矩的变化情况;探讨了斜拱倾角和横撑刚度对结构稳定系数的影响,以及横撑位置对提高稳定性的贡献.     

拱肋倾角变化对斜靠式拱桥动力性能的影响

以平顶山市城东河路湛河桥主桥为工程背景,采用有限元软件MIDAS/Civil建立该桥的空间有限元计算模型,分6种设计方案研究了拱肋倾角变化对斜靠式拱桥动力性能的影响。计算结果表明,主拱肋倾角和稳定拱肋倾角的变化都对斜靠式拱桥自振频率影响较大,桥梁低阶自振频率随着拱肋倾角的增大而增大,但主拱肋倾角一旦超过1°后,桥梁第6阶以后的高阶自振频率相反会减小。计算结果可为斜靠式拱桥的设计提供参考。     

斜靠式钢箱拱桥力学性能分析

采用MIDAS/CIVIL有限元软件对一跨径124m的钢箱斜靠式拱桥进行分析,计算了其在三种荷载标准组合下的力学性能,结果表明:竖直拱肋和斜靠拱肋的最大压应力都小于钢材弯曲应力容许值.竖直吊杆安全系数3.19,倾斜吊杆安全系数3.53,满足拱桥设计要求吊杆最小安全系数不得小于2.5的规定,并且应力都小于吊杆应力上限,满足吊杆疲劳性能要求.系杆安全系数2.94,满足系杆最小安全系数不得小于1.8的要求.中横梁应力和端横梁抗弯抗裂性能满足设计要求.挠度验算其结构刚度满足规范要求.拱肋屈曲稳定分析其稳定系数远大于一般的要求.该桥设计安全可靠.     

飞燕式钢箱系杆拱桥吊杆疲劳性能影响因素研究

飞燕式系杆拱桥由于受力合理,造型优美,已成为应用广泛的桥型之一。吊杆作为拱桥桥面与拱肋之间的重要传力构件,极易发生疲劳破坏。以某飞燕式钢箱系杆拱桥为例,探究拱桥吊杆设计参数对吊杆疲劳受力特性的影响,结果表明,吊杆的最大应力和应力幅均会随着吊杆间距减小而降低,边吊杆距拱脚距离的减小和吊杆截面积的增大会明显改善边吊杆的疲劳受力特性,这一结论可供提高飞燕式钢箱系杆拱桥吊杆疲劳性能的设计参考。     

提篮式钢管混凝土拱桥结构要点分析

根据松岙大桥桥位处岩石承载力较高的特点,采用推力式提篮式钢管混凝土拱桥,通过对该桥结构设计要点分析,表明该桥设计方案能较好地满足该桥位处岩石承载力较高的受力要求和整体稳定安全。     

斜拉飞燕拱组合桥的技术特点

斜拉飞燕拱组合桥是将斜拉结构与飞燕式拱相组合而形成的一种全新的桥梁结构体系,这种体系充分发挥了索拱相互作用、共同受力的特性,在兼具了斜拉桥和拱桥优点的同时又形成了自身独特的技术特点.结合湘潭市莲城大桥,详细介绍该桥式8个方面的技术特点.     

增设RC拱肋加固圬工拱桥的设计要点及理论分析

提出了采用钢筋混凝土拱肋加固圬工拱桥结构的方法。以某上承式实腹圬工拱桥为实例,根据其病害的主要特点,结合对原桥承载能力的计算分析结果,采用增设钢筋混凝土拱肋的加固设计方案。然后,建立原拱圈采用板单元和新增拱肋采用杆系单元的有限元计算模型对加固后桥梁承载能力进行了理论分析,结果表明,加固后桥梁承载能力满足公路-Ⅱ级荷载。     

多点支撑加固坦拱桥试验研究

以多点支撑加固坦拱桥技术原理为依据,在完成2片模型试验拱的制作、加固前后测试的基础上,对比分析了圬工坦拱多点支撑加固增强处治前后主拱的应变、挠度、裂缝控制、破坏形态、极限承载力及支撑纵向钢筋应力指标.从加固前后试验拱的应变、挠度对比分析结果可看出:主拱经增设支撑加固增强处治后,强度、刚度明显提高,在同级荷载作用下,其应变值减少30%～40%.挠度值减少30%～50%,新增设的钢筋混凝土Y型支撑能与主拱协调变形、分担部分活载作用效应,提高了主拱的承载力.同时,增设的支撑对主拱裂缝的发展有抑制作用.该加固增强技术提高坦拱桥的承载能力的效果显著,可广泛应用于实践.     

双曲拱桥复合套拱加固方法及应用

针对传统双曲拱桥加固存在的新旧混凝土结合受力不明、施工平台搭设复杂等问题,在双曲拱桥下部结构安全储备充足、需更换拱上填料的条件下,提出双曲拱桥复合套拱加固方法,即在原拱圈上新增拱肋、横系梁及加厚拱板,形成框架式受力结构,实现双曲拱桥加固。应用时,首先封闭桥面交通,拆除旧桥面及附属设施、旧拱上填料;其次在裸露的主拱圈上增设主拱肋及横系梁,根据配重需要设置拱背加厚区;然后在主拱圈及新增结构上浇筑轻质拱上填料;最后进行桥面系及附属设施施工。该方法无需拱下支架,对桥下交通影响小,安全性高,不改变桥梁外观,尤其适用于文物桥梁维修改造。在南京长江大桥双曲拱桥S56跨涉铁工程中应用该技术,有效提高了结构承载力和整体性,工期缩短约67%,综合成本降低约26%。     

双曲拱桥加固方法探讨及计算分析

以上世纪70年代建成的某座双曲拱桥为工程实例,分析了该桥的病害特点,并给出了双曲拱桥加固维修的常规方法.重点讨论了增大主拱圈截面面积进行拱肋加固的两种方法.并结合有限元计算,对加固后结构的承载力、裂缝以及挠度进行了验算,通过对比分析计算结果表明：加固后桥梁的受力性能均能满足规范要求,从结构受力性能上来讲,变拱肋为拱箱的加固方法较锚喷钢筋混凝土加固方法更具优势.     

钢筋混凝土桁架拱桥承载能力的检测与评估

为了研究钢筋混凝土桁架拱桥承载能力的检测与评估方法,以一座跨越黄河的钢筋混凝土桁架拱桥为工程背景,通过查阅工程资料、现场调查、建模计算、荷载试验的方法对该桥的承载能力做出了综合性的评估。研究结果表明:钢筋混凝土桁架拱桥的承载能力评估是一项复杂的、综合性的评估,仅凭某种单一的检测手段无法对其作出科学客观的评价,应综合考虑其工程背景、区域规划、理论模型及实际工作状态,才能对其作出科学客观的评价与建议,这样既能保证桥梁的运营安全又不会造成资源的浪费。     

双曲拱桥检测与技术状况及承载力评定

河北省邯郸市邢峰线武安县矿山双曲拱桥,经过检测病害较严重,出现病害的原因除该桥设计荷载标准较低外,还存在严重超载现象。通过桥涵养护技术规范及公路桥梁承载能力检测评定规程,该双曲拱桥技术状况及承载能力均被评定为四类桥梁。由此桥过往车辆较多,且时有重车通过,存在严重的安全隐患。同时双曲拱桥这种桥型已经过时,因此建议矿山双曲拱桥拆除新建。     

兴隆76路中承式异形钢管拱桥总体设计

兴隆76路中承式异形钢管拱桥为成都市天府新区直管区川法生态科技园的一座标志性景观桥梁，跨径组成为32 m+96 m+32 m，主拱拱圈整体造型为人字形，截面形状呈蜜桃形，除了左右两拱圈交汇处采用变截面外，其余区段均为等截面，主梁为等高等宽连续钢箱梁，其桥面板采用正交异性板结构，吊杆上、下端均采用钢锚箱与主拱拱圈、主梁进行锚固。采用有限元软件对主桥进行整体静力及稳定性分析，结果表明：在施工阶段及运营阶段主拱和主梁的承载能力均满足设计规范要求，桥梁具有良好的静力性能。通过总结此类桥梁结构的设计形式及受力特点，可为后续其他类似桥梁的设计提供经验参考。