某飞燕式系杆拱桥的设计简介

飞燕式系杆拱桥属于自平衡中承式拱桥,因其造型优美,跨度较大,近年来得到广泛采用。某飞燕式系杆拱桥主桥跨径布置为25 m+100 m+25 m=150 m,中跨拱肋为完整拱形结构,边跨拱肋为半跨拱形结构,拱肋均采用钢筋混凝土箱型断面。预应力钢绞线系杆锚在边拱肋端部,拱脚均固结在拱座上。拱肋设二榀分列,肋间中距为10.8 m,全桥共设11对吊杆,间距均为7 m。     

偏态钢管混凝土拱桥吊杆锚固区局部应力及屈曲分析

宁海金海犬桥主桥是一座采用拱轴线偏态二次抛物线的异型下承式式钢管混凝土拱桥,该桥采用4管钢管混凝土格构式箱形断面拱肋与系杆、倾斜吊杆、横梁组合成空间结构体系。结构受力比较复杂,吊杆直接锚固于拱肋钢箱顶板,为了验算锚固区域顶底板和加劲隔板的受力和屈曲稳定性,采用MidasCivil软件对本桥部分典型吊杆在拱肋上的锚固区域做了局部应力分析和屈曲分析。得到一些有价值的结论,供以后类似的设计和计算参考     

九堡大桥主桥受力特性分析

九堡大桥主桥为三跨连续组合系杆拱桥,其主梁采用钢与混凝土组合梁,拱肋采用外倾式钢箱主拱和空间曲线的钢箱副拱,结构形式新颖,该桥的结构受力表现出复杂的空间力学特点。为详细了解该桥受力特点,采用有限元法,计算不同荷载工况下的结构受力,揭示组合拱桥中各个部分构件的受力特点。通过计算分析得到:组合系杆拱桥在采用合理的施工顺序时,其整体受力性能良好,但拱与梁连接处的应力分布复杂,需引起足够的重视。     

傅山路云中河大桥力学性能分析

采用MIDAS/Civil有限元软件建立傅山路云中河大桥—5跨下承式复式钢箱系杆拱梁组合桥的空间有限元计算模型,分2种工况计算该桥在永久作用效应和永久作用效应十可变作用效应下的桥梁力学性能,计算结果表明:该下承式复式钢箱系杆拱梁组合桥的主梁最大压应力值为-14 MPa,拱肋最大压应力值为-148 MPa,均小于材料的设计抗压强度;吊杆安全系数最小值为3.1,满足桥梁规范关于吊杆最小安全系数不得小于2.5的规定,具有较大的安全储备;该桥梁在汽车荷载作用下位移满足桥梁设计规范关于正常使用极限状态下的变形要求;并采用Lanczos法对该桥进行动力特性分析.计算结果已为该拱桥的设计复核提供了参考.     

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.     

海鸥式钢箱拱桥设计关键技术

柳州广雅大桥主桥采用跨径63 m+2×210 m+63 m的海鸥式钢箱拱桥,结构体系采用刚架系杆拱桥,有别于常规拱桥,拱肋之间未设横撑并设置了副拱,凸显组合体系拱桥的特色及受力复杂性。从结构设计构造及关键技术等方面详细介绍了该桥的设计思路和特点。     

下承式钢混组合梁系杆拱桥锚固结构受力分析

申江南路大治河桥主桥为120 m的大跨度简支下承式钢箱系杆拱组合体系拱桥。该桥吊杆与系梁锚固区为钢箱锚固体系,吊杆与系梁锚固区处钢板空间交汇。由于系梁采用钢混组合梁结构,该部位的构造和受力更为复杂。为了验证锚固区受力的合理性,采用混合有限元的计算方法有效模拟了吊杆与系梁锚固区局部的受力情况,计算了吊杆与系梁锚固区各板件的应力分布。计算结果表明,构件受力合理,吊杆与系梁锚固区处各板件应力情况满足设计要求。目前该工程已投入使用多年,运营良好。     

艾溪湖大桥受力性能分析

艾溪湖大桥主桥为三跨连续外倾式四索面下承式钢箱系杆拱桥,拱肋采用外倾式钢箱主拱和空间曲线的钢箱副拱,结构形式新颖,该桥的结构受力表现出复杂的空间力学特点,为详细了解该桥受力特点,采用Midas/civil空间梁格法建立了该桥的空间有限元模型,并对其进行了整体受力性能、动力特性、特征值分析,运用Ansys进行局部受力分析。结果表明:该桥的整体受力性能良好,且各结构的局部设计也非常到位。     

某系杆拱桥吊杆锚固区钢结构受力分析

系杆拱桥吊杆锚固区应力分析在拱桥设计过程中是非常重要的节点,需要利用有限元分析软件在桥梁整体模型的基础上构建精度更高的局部模型进行分析。现以单跨125 m的简支下承式钢箱系杆拱桥为研究对象,利用大型通用有限元软件ANSYS,选取合适的荷载和边界条件,建立了吊杆在钢结构纵梁锚固区的局部模型,进行受力分析。计算结果显示,吊杆力通过各钢构件迅速扩散,吊杆锚固区整体刚度较大,板件有效应力和弹性稳定系数满足规范要求,吊杆锚固区构造设计安全、合理。     

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。     

宁波明州大桥钢-混凝土组合拱座理论与模型试验研究

以宁波市明州大桥主跨450 m特大型中承式钢箱系杆拱桥为背景,研究探讨了钢-混凝土组合拱座在特大型钢拱桥中的应用,分析研究了钢-混凝土组合拱座的受力特性,并进行了模型试验,为今后同类型工程的设计与研究提供借鉴和参考。     

复式钢箱中承式拱桥施工过程分析

浏阳经开区长沙路捞刀河大桥是一座复式钢箱中承式拱桥(外倾蝴蝶拱为主拱、内倾提篮拱为副拱)。为做好施工控制,运用Midas/Civil以成桥状态为基准建立空间杆系有限元模型,进行施工受力分析和敏感性分析,研究结果表明:1成桥时刻,副拱应力最大,钢箱梁应力最小,施工控制重点在线形控制;2安装吊杆时,应精确计算其下料长度,且副拱短吊杆预紧力不宜过小以免拆除副拱支撑后短吊杆退出工作;3敏感性分析指出确保线形关键在于施工过程临时钢支撑顶面标高的确定,并应考虑均匀温度修正及非均匀温差影响;4复式钢箱中承式拱桥中副拱受力大、变形大,刚度小,安装难度大。     

系杆拱桥吊杆张拉方案对结构受力特性影响分析

系杆拱桥是组合体系中的一种柔性系杆刚性拱。吊杆的安装与张拉是系杆拱桥施工中至关重要的环节,拱肋为主要受压构件。系梁的刚性较一般的梁要小,吊杆的张拉力不同、张拉顺序不同会对系梁体内应力和拱肋内力分布及大小产生不同的影响。为保证系杆拱桥成桥后梁体应力满足规范限值并使拱肋受力合理,探讨了吊杆的最优张拉方案。文中以兰新二线乌鲁木齐河特大桥为工程背景,通过有限元模型和室内模型试验研究了四种工况下对梁体应力及拱肋受力特性的影响。研究发现:在不同张拉顺序及张拉力下,梁体和拱肋受力并不能同时达到最优,就一种工况而言,在梁体应力合理的同时拱肋就会出现受力不理想的情况;同样,当拱肋安全储备较大时梁体应力就会出现超出规范限制的现象。在具体施工时应综合考虑拱肋、梁体及索力分布情况,并结合现场和施工难度选择相应的施工方案。     

420 m跨组合梁网状吊杆拱桥技术特点

齐鲁黄河大桥主跨为420 m网状吊杆拱桥。拱肋采用钢箱提篮拱，矢跨比为1/6,横向布置在轨道交通和车行道之间，以保证景观效果。系梁采用正交异性组合桥面板，以保证桥面系耐久性，同时减轻结构自重。为简化锚固构造，网状吊杆采用恒定倾角布置形式，顺桥向倾角约60°;吊杆采用疲劳应力幅为400 MPa的环氧涂层钢绞线，以满足网状吊杆高应力幅需求。墩柱采用尖端形薄壁双柱墩，以减小水流及冰凌对结构影响，基础采用整体式承台、钻孔灌注桩。根据建设条件，系梁施工采用步履式顶推，拱肋施工采用梁上支架拼装配合整体提升工艺。通过对正交异性组合桥面板、网状吊杆布置及高应力幅吊杆体系等创新设计，实现了工程的安全、合理、耐久及经济性。     

巴溪洲湘江桥结构设计特点

飞燕式拱桥的结构受力十分复杂。以巴溪洲湘江桥为背景,对系杆拱和推力拱结构体系进行了研究比选,并设计了一系列的构造措施。实践证明,推力拱结构体系在该桥的应用取得良好的效果,设计采取的构造措施有效可靠,为飞燕式拱桥的结构设计提供了新的思路。     

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。     

公路网状吊杆拱桥拱脚局部受力研究

为明确公路网状吊杆拱桥拱脚局部空间受力状态,研究其关键受力特性,以G40江淮运河大桥为背景工程,采用通用有限元软件Ansys建立了中拱脚精细化分析模型,对拱脚局部受力状况进行了研究.结果 表明,各工况下局部应力分布趋势略有不同,但总体应力水平相近,拱脚区域最大等效应力约为245 MPa,未超过材料设计强度,拱脚受力满足相关要求.本研究论述了公路网状吊杆拱桥的拱脚受力特性,保障其结构安全耐久,为公路网状吊杆拱桥的推广应用提供了依据与参考.     

下承式钢筋混凝土异型系杆拱桥的施工监控技术

依托上海市大庆桥-下承式钢筋混凝土异型系杆拱桥,研究了异型系杆拱桥的施工监控技术。通过拱肋、主梁的线形与应力监测及吊杆的索力监测,取得了很好的成桥状态。结构变形和受力均与有限元分析结果吻合且安全可控,成桥索力与设计索力最大误差不超过8%且全桥索力累积误差为1.3%,验证了施工方案的可行性,可为类似城市异型拱桥施工提供参考。     

斜靠式钢箱拱桥稳定承载力及成桥试验

斜靠式拱箱桥为采用主拱、斜靠拱、横撑和系梁形成的空间受力体系。以主跨145 m斜靠式钢箱拱桥为工程背景,研究分析其稳定承载力。有限元分析和成桥静动载试验表明：斜靠式钢箱拱桥具备足够的稳定承载力,大桥受力性能良好。     

飞燕式系杆拱桥施工关键工序控制分析

飞燕式系杆拱桥是在主拱两侧各设置一个半拱结构,通过系杆的张拉给边拱肋施加水平力,从而形成自平衡体系,有效平衡主拱拱脚的水平推力,使拱桥可不受地形地质限制,提高了该类型拱桥的跨越能力。本文以一座跨径组合为(22+80+22)m系杆拱桥为例,对该桥施工过程中的关键工序,系杆施工及吊杆张拉顺序进行了分析控制,并通过建立有限元模型对施工过程进行了仿真模拟,最终确定了合理的系杆和吊杆张拉顺序,分析方法可供类似工程借鉴。