钢管混凝土拱桥温度效应分析

本文通过运用Ansys10.0软件建立三维有限元分析模型,对桁架式中承式钢管混凝土拱桥在整体变温、主拱左右温差、主拱上下温差、主拱斜向温差等温度作用效应进行了分析计算,计算表明桁架式主拱圈内的各个钢管在温度作用下呈现出不同的受力特性,这一现象值得在该类桥梁的设计和施工中引起重视。     

苏龙珠黄河特大桥设计与施工技术分析

钢管混凝土拱桥以其合理的受力性能,良好的经济优势和独特的美学价值,在我国迅速发展。超200m跨径的钢管混凝土拱桥已经有数十座,以中下承式结构为主,上承式结构相对较少。以苏龙珠黄河特大桥上承式钢管混凝土拱桥为依托,进行了主拱肋的受力分析,并研究了温度对其受力的影响;对立柱进行了在温度荷载作用以及联合作用下的受力分析;对拱脚受力进行了局部分析。得出了一些实用结论,对类似工程施工具有较好的借鉴意义。     

大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥非线性分析

以某实桥工程为研究对象,采用ANSYS建立全桥空间计算模型,对大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥线性和非线性的施工全过程进行受力分析。通过对整个施工全过程内力、应力和挠度的分析,研究其截面刚度随施工变化对大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥非线性的影响,以及施工设计中分环分段的合理性。     

中承式钢管混凝土拱桥静载试验分析

文章以一座运营13年的中承式钢管混凝土拱桥为背景工程,开展了实桥静载试验,不仅进行了针对钢管混凝土拱肋承载力的静载试验,还进行了针对吊杆、横梁、桥面板受力状况的静载试验。建立有限元模型对该桥各主要构件的静力性能进行了分析和讨论。研究结果表明,该桥钢管混凝土拱肋受力基本正常,但刚度有所削弱,拱脚处应力规律较差;横梁受力状态已超出设计能力;桥面板局部受力较大。试验方法和研究数据可对今后类似桥梁的设计与施工提供借鉴。     

基于MIDAS/CIVIL的钢管混凝土拱桥加固后承载效果评估

钢管混凝土拱桥属于钢—混凝土组合结构中的一种,由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀,使混凝土处于三向受压状态,从而显著提高混凝土的抗压强度,该桥型具有造型优美,跨越能力比普通拱桥强的特点,因此较受欢迎。本文阐述了钢管混凝土拱桥的常用加固方法,并以一座钢管混凝土拱桥作为工程实例,针对其出现的主要病害提出了该桥的加固整治措施,对加固后的桥梁进行有限元模型分析,对其加固后的承载能力进行评估。     

钢管混凝土拱桥施工及营运阶段非线性应力分析

为进一步研究几何非线性、材料非线性及其组合对钢管混凝土拱桥受力特性的影响,以及钢管混凝土拱桥从转体施工到合龙,直至运营阶段的受力特性,使用有限元软件MSC.NASTRAN建立其全桥空间有限元模型,并在建模过程中力求减少假设、逼近真实工程结构状态,对该桥在施工过程及营运阶段的力学行为进行研究。考虑多种荷载组合,与施工过程相对应地分阶段地对结构进行加载,分别考虑线弹性、几何非线性、材料非线性以及双重非线性的影响对模型进行分析计算。对比相同非线性组合状态下不同阶段的受力特性以及相同阶段不同非线性组合的受力特性,得出一些有益结论,包括各阶段结构的受力薄弱位置所在,各阶段各非线性因素的影响的重要性等。     

800 m级变截面钢管混凝土飞燕拱与自锚悬索组合桥研讨

摘要：针对800米级超大跨径钢管混凝土拱桥的需求，提出单叶双曲面状变截面钢管混凝土飞燕拱与自锚悬索的组合桥，飞燕式钢管混凝土拱桥的推力与自锚悬索桥的拉力两者平衡，形成自平衡结构体系，拱肋结构受力为主，辅以自锚悬索体系受力，协同工作，优势互补。采用单叶双曲面状变截面钢管的四肢空间桁架拱肋结构形式，减轻了跨中拱肋节段结构自重，降低了跨中节段施工吊装风险难度，增加了拱脚处截面尺寸，拱桥结构的质量中心和刚度中心有效降低，增加了超大跨径钢管混凝土拱桥的稳定性。结合实际工程，进行参数设计，建立Midas有限元模型，进行内力分析计算、模态分析和屈曲分析研究，验证了其结构技术措施的优越性。     

大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态钢管应力优化研究

为了优化大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态主拱受力性能,提出了后拆扣索的新思路:在主拱圈合龙完成后对钢管采取继续保留扣索的措施,混凝土灌注完成达到强度后,再拆除扣索,钢管与混凝土共同承担后续荷载。采用有限元方法按以上思路对贵州大小井特大桥进行了分析研究。结果表明:如果混凝土灌注完成达到强度后再拆除扣索,与原方案相比,在成桥状态下拱肋上下弦钢管与管内混凝土的受力均得到改善,钢管应力值有所降低,管内混凝土应力值略有增加;在管内混凝土灌注前后扣索的索力值变化不大,扣索拉力值在允许范围内。因此通过该方法能够在一定程度上提高大跨度钢管混凝土拱桥拱肋截面的组合效率,改善主拱的受力性能。     

大跨中承式钢管混凝土拱桥结构受力分析

钢管混凝土是能够大幅度提升拱桥跨度的组合结构，充分利用钢材与混凝土的材料力学性能，在我国大跨度拱桥建设中有着广泛的应用前景。以某高速公路跨度为508 m中承式钢管混凝土拱桥为工程背景，通过有限元计算软件整体模型与局部实体模型，结合相关规范要求，对该桥成桥阶段各构件应力、荷载效应以及承载力进行了模拟计算分析。结果表明：该桥各项设计指标均满足相应规范要求，可为类似桥梁结构的设计与计算提供参考。     

钢管混凝土拱桥温度内力计算时温差取值分析

提出钢管混凝土事拢温度的概念，进行了钢管混凝土的构件截面温度场测试和钢管混共桥温度变化值的计算机分析，分析结果认为，钢管混凝土拱桥的计算合拔温度以决于管径和这内混凝一一个月内的平均温度以及空钢管合拢温度。钢管混凝土拱桥的计算温度取日平均较为合理。     

太阳辐射作用下钢管混凝土拱不均匀温度场及其引起的脱空分析与试验研究

为厘清太阳辐射作用下钢管混凝土拱肋内部的不均匀时变温度场,剖析其对钢管混凝土脱空效应的影响机制,并为钢管混凝土拱桥的脱空病害防治奠定理论基础,依托受日照辐射较强的贵州香火岩特大跨钢管混凝土拱桥实际工程,建立考虑钢管与混凝土界面接触关系的精细化温度-应力耦合数值模型;基于ASHRAE晴空模型及温度场计算理论,开展了钢管混凝土拱肋日照辐射不均匀时变温度场分析,揭示了钢管混凝土拱肋横截面的温度分布规律及其随时间的变化规律,并给出了计算钢管混凝土横截面温度梯度的近似公式;结合脱空的应力判别标准,计算出了拱肋横截面沿环向不同位置处的脱空高度,进而明确了钢管混凝土拱肋的横截面脱空分布模式;基于诱导振动理论,选取主要受温度影响而产生脱空的拱段,开展了钢管混凝土拱桥脱空检测试验研究,并与理论分析进行对比,验证了理论分析的可靠性。研究结果表明：日照辐射作用下,钢管混凝土截面温度场在时间、空间分布上均呈高度非线性,核心混凝土温度变化滞后于外包钢管,钢管与核心混凝土的最大温差超过25℃;日照不均匀温差引起的界面拉应力达到1.4~1.5 MPa,导致钢管混凝土环向脱空高度达到0.11~0.13 mm;基于诱导振动法的钢管混凝土拱肋脱空检测方法可识别出脱空的可能性,并发现太阳辐射作用使钢管混凝土的脱空程度略有增强。     

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。     

大跨度上承式钢管混凝土拱桥的非线性稳定分析

失稳破坏是大跨度的上承式钢管混凝土拱桥破坏的形式之一,其危害性比强度破坏更大。针对目前对上承式钢管混凝土拱桥的非线性稳定研究较少的现状,以某大桥上承式钢管混凝土拱桥为对象,研究了大跨度上承式钢管混凝土拱桥的稳定问题,建立其空间有限元模型。对该大桥成桥阶段的力学性能进行线性、非线性稳定性分析,讨论了正对称偏心与反对称偏心对稳定系数的影响,研究结果表明考虑了正对称偏心或反对称偏心后,会引起非线性稳定系数变小,该结论对今后同类桥型的设计与施工有一定的参考价值。     

敞开式钢管-混凝土桁架组合桥参数敏感性分析

为了更好地进行施工过程控制,对一座敞开式钢管—混凝土桁架组合桥进行参数敏感性分析,详细分析了结构受力特性对主桁架刚度、温度效应及混凝土收缩徐变等因素的敏感性,旨在掌握各参数对结构受力性能的影响。研究结果表明,温度效应与收缩徐变对结构影响较大,主桁架刚度和桥面板厚度对结构有一定影响,横梁对结构影响较小。研究结果可为敞开式钢管-混凝土桁架组合桥的设计和施工提供参考。     

V墩异型钢混梁拱组合桥运营阶段力学性能分析

为了确定V墩异型钢混梁拱组合桥在运营荷载作用下变形及受力的特点,以郑东新区前程路大桥为背景,采用组合有限元建立大桥精细有限元模型,考虑运营阶段的汽车活载、人群荷载、温度荷载(整体升降温、日照正负温差),分析荷载单独作用于异型拱桥主要构件的力学性能。结果表明:由于预应力混凝土V墩与边跨预应力混凝土主梁形成刚度较大的刚架,活载对该V墩刚构组合拱桥力学性能影响很小,但温度荷载对桥梁结构的影响较大,整体升、降温作用对预应力混凝土结构受力及变形的作用十分显著,整体升、降温作用对钢结构的受力影响不大,但变形影响显著,梯度升、降温作用对桥梁结构受力及变形的影响介于活载作用和整体升、降温作用之间。     

桥道系对中承式钢管混凝土拱桥地震响应的影响

针对浙江某跨径308 m中承式钢管混凝土拱桥的特点,建立了精细的有限元计算模型并分析其模态特性及其在地震动作用下,桥道系的参与以及桥道系刚度、质量变化对拱桥位移、内力的影响。分析表明：对于大跨度中承式钢管混凝土拱桥的地震响应,桥道系的影响不容忽视,桥道系刚度、质量变化对拱肋的影响不同,拱脚附近截面内力对桥道系刚度的变化最为敏感。     

大跨径钢管混凝土拱桥吊装线形控制方法研究

随着钢管混凝土拱桥跨径的增大,吊装过程中的各种因素对主拱线形的影响也越来越大,主拱线形的控制成了一个难点.该文通过对大跨径钢管混凝土拱桥线形的控制思路分析以及施工中问题的解析,以反馈控制法和既有的扣索索力计算方法为基础,对吊装线形的控制方法进行了研究.将该方法用于在建的世界跨径最大的钢管混凝土拱桥——合江长江一桥,取得了较好的线形控制效果.     

基于虚拟激励法的大跨度斜拉拱桥随机响应

通过建立空间结构有限元模型,利用一种计算效率很高的随机振动理论—虚拟激励法对大跨度斜拉拱桥的随机振动地震响应进行了研究。将该桥的动力特性以及由施加于该桥纵向激励、纵＋竖向激励、横＋竖向激励、纵＋竖＋横向激励所得到的随机振动地震响应,与相同跨径的钢管混凝土拱桥进行对比分析,可以得到：大跨度斜拉拱桥中斜拉索的存在改善了主拱肋拱脚附近的受力,提高了拱桥的抗震性能。     

桥道系对中承式钢管混凝土拱桥地震响应的影响

针对浙江某跨径308m中承式钢管混凝土拱桥的特点, 建立了精细的有限元计算模型并分析其模态特性及其在地震动作用下,桥道系的参与以及桥道系刚度、质量变化对拱桥位移、内力的影响.分析表明对于大跨度中承式钢管混凝土拱桥的地震响应,桥道系的影响不容忽视,桥道系刚度、质量变化对拱肋的影响不同,拱脚附近截面内力对桥道系刚度的变化最为敏感.     

基于虚拟激励法的大跨度斜拉拱桥随机响应

通过建立空间结构有限元模型,利用一种计算效率很高的随机振动理论-虚拟激励法对大跨度斜拉拱桥的随机振动地震响应进行了研究.将该桥的动力特性以及由施加于该桥纵向激励、纵 竖向激励、横 竖向激励、纵 竖 横向激励所得到的随机振动地震响应,与相同跨径的钢管混凝土拱桥进行对比分析,可以得到大跨度斜拉拱桥中斜拉索的存在改善了主拱肋拱脚附近的受力,提高了拱桥的抗震性能.