外倾式拱桥稳定性多参数优化研究

以某外倾式拱桥为工程背景,建立全桥空间有限元计算模型,分4个工况计算了该桥的稳定安全系数,通过改变拱肋外倾角度、拱肋刚度、端横梁刚度以及吊杆布置形式,计算了不同设计参数下结构在“恒载”工况以及“恒载＋活载”工况的失稳特征值。结果表明：拱肋的刚度对稳定性起着决定性作用;吊杆的布置形式只改变拱肋的面内刚度,对于面外刚度没有影响。     

内外拱肋连接顺序对斜靠式拱桥施m的影响

以平顶山市城东河路湛河桥主桥———斜靠式钢筋混凝土拱桥为研究对象,在先张拉内吊杆后张拉外吊杆的基础上,考虑先连接内外拱肋和先张拉内吊杆后连接内外拱肋两种施工顺序,采用有限元程序Midas/Civil建立两种施工顺序有限元计算模型,分析改变内外拱肋的连接时间和顺序,对斜靠式拱桥施工过程的内力、应力、位移以及稳定性的影响,计算结果表明,内、外拱肋连接对桥梁结构的内力、位移和稳定性影响比较大,先连接内外拱肋施工优于先张拉内吊杆施工,论文所得结论已为该桥施工监控直接服务,可为同类桥梁建造提供一定的参考。     

蝴蝶拱桥横向受力特性分析

以某实际工程为例,建立该桥蝴蝶拱方案的有限元计算模型,考虑当拱肋倾角一定时,改变吊杆角度对结构受力的影响,并计算风荷载产生的横向效应,将蝴蝶拱和提篮拱方案进行综合对比,分析总结了蝴蝶拱桥横向的受力特点。     

拱肋外倾角对异形空间拱桥受力的影响

以建设中的九堡大桥主桥为背景,研究外倾式拱桥的拱肋处于不同倾斜角度时对结构受力产生的影响。采用ANSYS建立该桥三维有限元模型,计算在仅有恒载作用时主拱肋外倾角分别为0°、5°、12°、20°四种工况下该桥各部分的受力,并分析在成桥状态下该桥的第1类稳定问题。分析结果表明:主拱肋外倾角变化对主、副拱肋,主梁以及主、副拱肋间连杆的内力影响较大;当主拱肋外倾角在5°和12°时结构稳定系数明显高于其他情况;主拱肋外倾角由0°增加到20°时,结构第一阶失稳模态均为拱肋体系的整体弯扭失稳。     

空腹式肋拱桥静载试验与荷载横向分布分析

以云南某大跨径空腹式箱形肋拱桥为工程背景,阐述了基于静载试验的横向分布系数计算与评定方法;通过对该桥实施静载试验,分别采用挠度法与弯矩法,得到实测的拱肋荷载横向分布系数,并将试验结果与梁格模型理论计算结果进行对比分析,总结拱肋荷载横向分布的规律。结果表明:主拱圈沿纵桥向拱肋控制截面荷载横向分布不一致,边肋荷载横向分布系数推荐采用弯矩法计算,中肋推荐采用挠度法计算。     

劲性骨架混凝土拱桥施工稳定性分析

天工大桥主桥为一座劲性骨架钢筋混凝土拱桥。为了研究该桥施工阶段的稳定性和风荷载、预应力对稳定系数的影响,通过建立以实体单元+梁单元为主的ANSYS三维有限元模型,模拟施工过程中钢管混凝土截面和混凝土箱形截面的分次浇筑过程。根据计算结果可知:该桥在施工过程中的稳定系数均大于4,满足规范要求;风荷载在拱肋截面分期浇筑成形阶段对稳定系数影响较大,因此,根据计算结果增设临时横撑;纵、横向预应力对稳定系数的影响均较小,分析时可考虑纵向系杆力,忽略横向预应力。     

内倾角对钢管混凝土提篮拱力学性能影响的分析

在一定的基本假定前提下,研究了内倾角对钢管混凝土提篮拱桥力学性能的影响。以广州丫髻沙大桥为原型,采用有限元方法,分别计算不同内倾角模型在永久作用下的稳定安全系数,在移动可变作用下的内力影响线以及自振特性。通过计算结果分析内倾角变化对钢管混凝土提篮拱桥稳定性、静力和动力特性的影响,结果表明:随着内倾角的增大,横向稳定系数增大;主拱肋内力也增大,但变化幅度很小;拱肋的横向刚度随之增大,但是面内的刚度却是不断减小。     

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。     

新月形拱-连续梁组合体系桥优化分析

为研究新月形拱-连续梁组合体系桥的受力特点和力学特性,以福建漳州九龙江大桥主桥为背景,采用空间有限元软件对影响新月形拱稳定性的控制因素以及新月形拱、主梁抗弯刚度变化对结构内力和位移的影响程度进行了参数分析.结果表明:副拱肋对新月形拱的稳定性起决定作用,主副拱肋夹角对新月形拱的稳定性影响可以忽略;恒载和活载分别作用下,新月形拱的主拱肋、副拱肋和主梁抗弯刚度对内力分配的影响规律是一致的,拱肋部分刚度越大,分配到的内力越大,主梁内力和变形减小的程度也越大.     

几何非线性对大跨拱桥地震反应影响分析

该文以一座上承式钢桁拱桥为工程背景,用有限元软件MIDAS建立了全桥空间有限元模型。在分析了该桥自振特性的基础上,分别沿桥梁纵向、横向输入反应谱,分析了该桥的地震反应。以拱肋上弦的内力为研究对象,分析了恒载初始内力引起的几何非线性对该桥自振特性及地震反应的影响。研究结果表明恒载初内力引起的几何非线性不可忽略。     

南浦溪特大桥钢管拱肋悬拼阶段拱脚约束方式研究

南浦溪特大桥主桥为主跨258 m的钢管混凝土桁架上承式拱桥,拱肋为等截面钢管混凝土桁架结构,2道拱肋间距17.0 m,拱肋间布置13道横撑,单片拱肋由4根φ1200 mm×22 mm主钢管、水平向缀板和竖向腹杆组成.拱肋在工厂分段、分部件加工预拼合格后,运至现场拼装成吊装节段,采用缆索吊装斜拉扣挂法进行悬臂拼装.拱肋吊...     

斜拉桥钢拱塔在不同荷载作用下受力分析

以钢拱塔斜拉桥为例,采用有限元软件,对成桥阶段恒载、汽车荷载以及横向风荷载作用下的钢拱塔的弯矩及剪力进行了分析,得到以下结论:恒载作用下,顺桥方向上钢拱塔最大弯矩发生在离桥面大约1/3钢拱塔高度处,横桥方向上钢拱塔最大弯矩发生在钢拱塔底部,最大剪应力发生在离桥面大约2/3钢拱塔高度处;汽车荷载下,顺桥方向上钢拱塔弯矩最大弯矩发生在钢拱塔底部处,最大剪应力发生在离桥面大约1/5钢拱塔高度处;横向风荷载下,顺桥向上钢拱塔最大弯矩发生在钢拱塔底部处,最大剪应力发生在钢拱塔底部处,最大值为637kN·m,且钢拱塔顶部的剪力方向与钢拱塔底部相反,最大值为243kN·m。     

大跨度外倾式拱桥稳定及极限承载力分析

为研究外倾式拱桥稳定及极限承载力问题,以九堡大桥为背景,建立有限元分析模型,分别计算了该桥线性屈曲、几何非线性稳定(分别考虑初始缺陷以及材料非线性)、弹塑性稳定状态下的稳定系数,对失稳机理以及车道荷载和静风荷载作用下的极限承载力进行分析,在此基础上讨论了荷载及横撑布置对极限承载力的影响。分析结果表明:几何非线性对于刚度较大的钢拱桥稳定的影响不大,而材料非线性对极限承载力的影响显著,弹性稳定分析会过高地估计钢拱桥的极限承载力;外倾式拱桥的失稳多为面外失稳形式,且副拱拱顶横撑对稳定的影响较小。     

钢管混凝土拱桥整体吊装法施工的静力分析及稳定性研究

南昌生米大桥在国内首次采用大型门式膺架进行整体吊装法架设拱肋,两侧的拱肋都合龙后再安装风撑,因此拱肋在架设期间考虑侧向风荷载时的静力性能和稳定性是十分值得分析的。利用大型有限元程序ANSYS,对拱肋架设中的最不利施工状态进行静力分析和稳定性分析,给出最不利施工状态下拱肋的最大位移值和稳定安全系数及相应的失稳模态,讨论竖向吊索的根数和固定方式对结构变形和稳定性的影响,得出的有益的结论,可为类似的工程问题提供参考。     

大跨径钢管混凝土拱桥的稳定与振动

通过理论研究和数值计算,详细分析了大跨径钢管混凝土双肋拱桥的侧倾稳定性和地震响应。首先,根据双肋拱桥结构在竖向均布荷载作用下的侧倾稳定临界力的近似解析解,讨论了横撑设置、横撑刚度等因素对稳定性的影响。其次,基于多点激振理论和拟静力位移概念,介绍了拱桥结构的动力特点和地震动作用下的响应,并讨论了行波效应的影响。分析表明,地震行波作用对大跨径拱桥影响很大,横撑设置对稳定性敏感。     

主跨136m空间钢桁拱与预应力混凝土梁组合桥受力性能分析

为研究空间钢桁拱与预应力混凝土梁组合桥的力学性能，以广州市从化大桥为例，采用空间有限元分析软件对影响空间钢桁拱稳定性的主要控制因素以及拱与主梁抗弯刚度变化等对结构内力和位移的影响进行了参数分析。结果表明拱肋刚度对桥梁整体稳定性影响较大，横、斜撑刚度的影响不大；只有中间吊杆时，拱肋的稳定性较差；主梁刚度对桥梁受力影响较大；吊杆初始张拉力大小影响恒载作用下主梁和拱肋的受力状态。     

大跨度钢管混凝土拱桥整体吊装法施工的抗风研究

南昌生米大桥主桥为两主跨跨径228m的钢管混凝土连拱,该桥主拱肋的施工在国内首次使用大型门式膺架进行整体吊装,为了保证该桥主拱架设期间的安全,对其进行了风洞试验。首先给出了主拱肋的动力特性计算结果,然后对风洞试验的结果进行了分析,重点讨论了主拱肋最大悬臂状态和合龙状态的风偏角影响以及上游已安装拱肋的尾流对下游拱的影响。结果表明,主拱肋在施工期间未出现涡激振动,先架设的上游拱对后架设的下游拱的动力响应有影响。     

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.     

钢管混凝土拉索拱桥桥型结构特性分析

钢管混凝土拉索拱桥是在"桁式组合拱桥"的基础上将钢管混凝土拱桥、桁架拱桥、斜拉桥的技术特点综合起来,扬长避短,而构思出的一种新桥型。通过对全桥在恒载作用下变形和内力的分析研究,得出了该桥型的基本特点是以钢管混凝土拱肋受力为主的结构体系。     

下承式拱桥考虑吊杆力非保向效应的稳定性

下承式拱桥考虑吊杆非保向效应的面外稳定性研究,以桥道梁横向为有限刚度,并考虑拱自重不参予吊杆力,以及拱肋不同的矢跨比等条件,计算出非保向影响对临界力的效应系数.有关成果可供设计下承式、中承式拱(包括系杆拱)的总体布置参考.