大跨度钢管混凝土桁拱桥拱脚外包段受力分析与优化设计

为研究大跨度钢管混凝土拱桥拱脚结构的复杂构造和受力问题,该文以一座主跨为280 m钢管混凝土桁拱桥为背景,采用Midas/FEA建立基于拱脚和桥面板与钢横梁详细组合单元的全桥模型,详细计算了外包混凝土拱脚结构各构件在恒载和最不利车道荷载作用下的应力响应规律,分析了外包混凝土对拱脚各构件的受力影响。进一步对比分析了加大拱脚钢管混凝土构件直径和加厚拱脚外包钢管壁厚两种优化方案对无外包混凝土拱脚各构件的受力影响规律。计算结果表明:①外包混凝土可有效减小拱脚各构件的应力;②对于无外包混凝土拱脚结构,拱脚下弦杆是控制设计的关键;③增加钢管混凝土拱脚上下弦杆的管径和外包钢管壁厚均可有效减小无外包混凝土拱脚下弦杆的应力;④考虑施工效率和成本,实际工程中建议采用增加钢管壁厚的无外包混凝土拱脚设计方案。     

湘潭莲城大桥斜拉索拱上锚固技术

介绍了采用钢锚箱将部分斜拉索锚固在钢管混凝土拱上,并利用Solidworks参数化设计软件进行索拱锚固设计的新型技术.以湘潭市莲城大桥斜拉索拱上锚固区设计为例,通过计算分析及模型试验研究表明该锚固技术安全可靠.     

钢锚箱嵌固型索塔锚固结构受力机理分析

为提高钢锚箱型组合索塔锚固区传力可靠性,提出了一种将钢锚箱端部嵌固在索塔锚固区的新型结构;基于混合有限元模型,比较分析了该新型结构与现有内置型、外露型钢锚箱索塔锚固区的钢锚箱钢材利用率、塔壁混凝土应力以及钢-混凝土结合面受力机理;进一步探讨了嵌固端侧板厚度、连接件布置方式对钢锚箱嵌固型索塔锚固区受力机理的影响。结果表明:钢锚箱嵌固型索塔锚固结构具有较高的钢材利用率;端塔壁外侧混凝土主拉应力较内置型降低约1.5 MPa且外包钢板;钢锚箱与混凝土塔壁结合面连接件作用单方向均匀剪力;侧板厚度、连接件布置方式对连接件剪力影响较大;该新型构造传力可靠性高,可用于更大跨径斜拉桥拉索塔端锚固结构。     

拱桥施工中扣塔钢锚箱有限元分析

钢锚箱由于具有受力方式明确、施工方便等优点已经在多座大跨径斜拉桥中得到应用,然而在拱桥施工中比较少见。近几年来,钢锚箱在拱桥中的应用逐渐增多,如在建的世界最大跨径的钢管混凝土拱桥——合江长江一桥。该文通过对合江长江一桥扣塔钢锚箱进行空间有限元分析,阐述钢锚箱在拱桥施工中的受力特性,并提示钢锚箱在拱桥施工中应注意的事项。     

拉萨河特大桥主桥吊杆和锚箱疲劳试验研究

拉萨河特大桥主桥吊索锚固采用承拉式锚箱结构，介绍对该结构在钢管混凝土拱肋和混凝土梁内的锚固以及焊接锚箱本身进行的静动载试验，以检验其承载能力和抗疲劳性能是否满足设计要求。并通过试验研究对吊索锚固构造进行评价，提出改进意见或建议。     

钢锚梁式钢—混组合索塔锚固体系设计与分析

某斜拉桥主桥是一座跨径布置为(130m+300m+130m)的双塔双索面预应力混凝土梁斜拉桥,索塔采用倒Y型,斜拉索在桥塔端采用新型空间索面钢锚梁式钢-混组合索塔锚固体系进行锚固。该型锚固体系将锚箱焊在钢锚梁两侧,同时采用钢牛腿替换传统的混凝土牛腿结构,提高了施工速度,改善了结构受力。介绍了该种锚固体系的特点,并采用有限元方法对改型索塔锚固体系的受力情况进行了分析,可为该类型索塔锚固体系设计提供参考。     

重庆东水门长江大桥索塔锚固区非线性接触受力分析

重庆东水门长江大桥索塔锚固区结构新颖,取消了普通外置式钢锚箱索塔锚固区的端板,钢锚箱与混凝土塔肢之间采用剪力钉连接,同时还布置塔肢间预应力,使钢锚箱与混凝土紧密连接,用剪力钉、侧拉板和摩擦力共同承担斜拉索的索力。针对该新型结构形式,利用大型有限元软件Midas FEA,建立索塔锚固区的非线性接触模型,通过对其进行精细仿真计算分析,得出钢锚箱、侧拉板、剪力钉和塔壁混凝土的应力分布情况,以及索力的传递分配情况。     

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     

混凝土自锚式悬索桥锚固区模型研究

成都清水河混凝土自锚式悬索桥是一座独塔自锚式悬索桥,主缆通过钢锚箱锚固在混凝土加劲梁梁端,主缆轴力主要通过钢锚箱传递给整个加劲梁,并介绍了清水河大桥锚固区1:2.5的大比例模型试验的设计与制作.     

800m级变截面钢管混凝土飞燕拱与自锚悬索组合桥研讨

针对800 m级超大跨径钢管混凝土拱桥的需求,提出了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.钢管混凝土飞燕式拱桥的推力可与自锚悬索桥的拉力平衡,形成自平衡结构体系,且以拱肋结构受力为主,自锚悬索体系受力为辅,两者协同工作,优势互补;另外,由于采用了单叶双曲面状变截面钢管的四肢空间桁架拱肋结构形式,从而能减...     

大跨度斜拉桥新型索塔锚固构造力学性能研究

针对斜拉桥传统钢锚箱构造复杂、吊装重量大,钢锚梁结构需设置环向预应力、索导管定位复杂等问题,研究一种新型钢锚箱锚固结构(主要由混凝土桥塔、U形钢锚固件和钢拉板组成,塔壁不设环向预应力)的适用性。以某大型斜拉桥(采用传统钢锚梁+环向预应力锚固形式)为背景,提出这种新型钢锚箱索塔锚固结构设计方案,建立锚固区节段有限元模型,研究其受力性能。结果表明:新型钢锚箱索塔锚固结构设计方案中,斜拉索水平力基本由新型钢锚箱承担,取消塔壁环向预应力,按钢筋混凝土受拉构件由最小配筋率下裂缝宽度控制塔壁设计,塔壁设计凹形部位便于钢结构锚固;在正常使用工况和断索工况下,新型钢锚箱索塔锚固区受力合理,塔壁应力、裂缝宽度等指标均满足规范要求。     

钢箱-混凝土组合拱桥拱脚区段受力性能试验研究

结合常规拱桥的优点,根据钢和混凝土的组合优势,提出了一种新型的竖转钢箱-混凝土组合箱板拱桥.为验证箱板拱肋的钢箱和混凝土的共同工作能力及联结可靠性,对拱脚区段进行了模型试验,试验结果表明:二者能共同工作,联结可靠且变形协调.对试验模型进行了有限元分析和理论分析,并与试验结果进行了对比,吻合较好.最后针对该种组合截面提出了极限承载力计算公式.     

大跨钢管混凝土拱桥地震行波效应分析

运用ANSYS对一座现有钢管混凝土拱桥进行地震反应分析,着重考虑该桥的地震行波效应.考虑行波效应后拱脚横向弯矩较不考虑行波效应大40.6%.大跨度钢管混凝土拱桥在抗震设计时应考虑行波效应.     

金钢桥改建工程设计与试验研究

天津金钢桥为一旧桥改建。改建后成为一座双层桥。上层为新建三跨中承式钢管混凝土系杆连拱桥，供机动车通行；下层利用旧墩、台，建成三跨钢-混凝土组合梁桥．供非机动车和行人通行。本文系统地介绍了在设计过程中进行了旧桥桥墩及桥台的利用；拱脚、吊杆和拱肋节点光弹应力分析、钢管拱安装控制精度、推广应用预应力技术、钢和混凝土组合梁设计技术、桥梁照明等六项课题的试验研究及其所取得的效果．     

斜向索力作用下桁架式扣塔的钢锚箱受力性能

相对于一般的钢锚箱而言,拱桥扣塔的钢锚箱与斜拉桥和悬索桥的钢锚箱的受力不同,斜拉桥的钢锚箱四周有钢或混凝土构件连接支承,而扣塔的钢锚箱只有扣塔桁架构件与之相连,连接构件相对较少,其受力性能直接关系到拱桥施工安全。合江长江大桥的扣塔钢锚箱具有构造复杂,扣索索力大,且与扣塔的主弦杆焊接在一起受力等特点。合江长江一桥扣塔的钢锚箱有限元分析结果表明,在拱肋吊装过程中的最不利扣索力工况下,钢锚箱的锚下应力相对较大,但应力衰减较快,随着远离应力集中区,应力迅速降至较低水平。钢锚箱性能满足使用要求,构造合理、传力途径明确、结构受力安全,可为分析和设计同类构造形式提供参考。     

利用ANSYS的钢管混凝土拱梁组合桥分析

为研究钢管混凝土拱梁组合桥的受力形态,运用ANSYS软件对某一钢管混凝土拱梁组合桥分别建立了全桥整体模型、主拱局部模型以及主拱屈曲模型。计算了主梁及主拱受力,验算了主拱连接钢缀板及钢锚箱应力,进行了主拱屈曲分析。结果表明,桥梁受力满足规范要求,结构安全可靠,主拱不会发生失稳现象。     

变截面钢管混凝土桁架拱桥拱脚应力分析及抗裂预防措施

钢管混凝土桁架拱桥拱脚为拱肋、系梁、端横梁、支座的交汇部位,受力复杂,在设计考虑不充分或施工过程中处理不当,容易导致拱脚裂缝的产生,影响结构的耐久性。该文以蒲山特大桥为例,借助有限元程序Midas/Civil建立了变截面钢管混凝土桁架拱桥及其拱脚的三维有限元模型,进行了拱脚在荷载及自重作用下的空间应力分析,提出拱脚抗裂的预防措施。     

大跨度中承式钢管混凝土拱桥设计

以某中承式钢管混凝土拱桥为研究对象,该桥主跨190m,主拱圈由四肢钢管组成的等宽度等高度空间桁架结构,拱脚临时铰采用转轴铰,拱上立柱为钢管混凝土立柱,吊杆采用高强钢绞线,桥面系为钢纵梁、钢横梁和钢筋混凝土桥面板的组合结构。利用大型通用有限元程序MIDAS-Civil进行全桥结构施工、运营阶段静力分析,计算结果表明施工和运营阶段各杆件的应力和稳定性能满足规范要求。     

某在役钢管混凝土拱桥力学特性研究及安全性评估

本文以广东省一座下承式钢管混凝土系杆拱桥为工程依托,建立了桥梁总体有限元模型,分析了桥梁损伤后和加固后主要构件的力学特性,再结合桥梁实际状态和仿真分析结果进行安全性评估。研究中,计算拱肋时考虑了混凝土脱空、钢管混凝土套箍效应对承载能力的影响;采用频率法进行了吊杆索力测试,实测索力考虑了标定修正系数,进行了实测索力与理论计算索力的对比分析;建立了拱脚、钢锚箱局部三维实体模型,通过局部仿真分析准确地掌握了该部分的力学特性。本文研究成果对同类桥梁安全性评估有一定的参考意义。     

下承式钢管混凝土组合拱桥拱脚节点设计

拱脚节点构造及传力路径复杂,是组合拱桥的设计难点之一。唐山曹妃甸西通路高架桥工程主桥为两座跨径为138m的单索面下承式钢管混凝土组合拱桥,以该桥的拱脚节点为工程实例,阐述了拱脚节点的构造设计、三维有限元分析以及相应构造措施,可为同类桥型设计提供参考。