刚性拉桿式刚拱的新计算方法

本方法主要根据 A.Я.阿斯特瓦差洛夫著的垂直悬杆式及斜悬杆式桥拱的计算而提出的改进办法。本计算方法有以下几个特点(1)本计算方法完全取消了解高次超静定期复杂手续,而用一般的计算方法求解。以12个节间的拉杆拱为例,在绘制悬杆感应线以前旧法需要1,400次的运算,而新法只用25次的运算即可,如绘制全部感应线则旧法需要2,070次运算,而新法只用203次,效率大约提高13倍。(2)计算精度提高:按旧法计算的误差率可达1%～5%,而新法的误差可降低到0.5%以下。     

拱轴线的统一数学描述探讨——三次NURBS表示法

该文在拱桥传统设计的基础上介绍了圆弧拱、二次抛物线拱、悬链线拱等拱轴线的统一数学描述,论述了3种拱轴线的NURBS技术处理方法和措施,得出了3种拱轴线的NURBS方法的参数计算公式,通过参数的变化控制NURBS曲线的形状,精确描述各种拱轴线,并就悬链线拱的传统计算方法和NURBS计算方法进行了实例计算对比。     

20米跨径石拱桥木三铰拱架的运用及一些有关问题的商榷

今年四川省交通厅设计院,设计出20米跨径石拱桥上施工使用的木三铰拱架。全部拱架系由两片上弦为圆弧,下弦为直线的木桁构连结而成。全部材料除螺栓、垫板、抓钉等小铁件而外,所有拉杆、压杆、上下弦均系木材。经使用单位试验证明,这是一种节约木材的三铰拱架。在实际应用时,又作了些更改。例如在节点3′处又加上了拉杆,在节点6上又加上了立柱,这就使结构加固了.就三铰拱的特性自然有许多的改变,个人有     

悬索桥结构受力特征及设计计算理论比较

阐述悬索桥主要部分在静荷载作用下各自不同的特性，并由此引出悬索桥的静力分析计算理论，从各理论的假定条件、适用范围、优点、缺点等方面进行综合分析和比较，为悬索桥的结构设计提供计算方法。     

拱桥悬扣施工中塔顶位移和缆索张力的计算方法

箱形拱桥悬扣施工是大跨径拱桥施工中一种新的比较理想的方法。这种方法的主要特点是增加拱圈的分段数,减少每一拱段的重量,降低对起吊设备的要求,从而在现有吊装设备的条件下提高拱桥的跨越能力。 在吊装过程中,每一预制拱段的一端支承于已安装好的拱段的端部,而另一端通过扣索(拉杆)悬挂于塔顶,并通过安装在塔顶的穿心千斤顶以及拉杆上的螺栓调节拱段的扣挂位置。由于拱圈在合拢前在大多数情况下已属超静定结构,调整拉杆长度将会改变拱圈的受力状态,因此拉杆的长度一次不宜调整过多。为了减少调整次数,这就要求     

京沪高速铁路青阳港大桥设计

京沪高速铁路青阳港大桥主桥采用单孔96m尼尔森体系提篮式系杆拱桥。拱肋矢跨比1∶5,采用悬链线线形,哑铃形钢管混凝土截面;系梁采用单箱三室预应力混凝土箱梁;吊杆布置采用尼尔森体系,间距为8m;系梁内设16根环氧钢绞线系杆;两拱肋之间共设5道横撑;桥墩采用T形钢筋混凝土实体墩;基础采用18根150cm钻孔灌注桩。为满足通航要求,该桥采用先拱后梁法施工。采用桥梁博士V3.2.0软件对主桥进行结构静力计算,计算结果表明:桥梁主体结构各截面应力和位移均满足规范要求。     

广珠铁路虎跳门特大桥主拱设计

广珠铁路虎跳门特大桥主桥为(120+248+120)m的连续刚构柔性拱组合桥.拱肋采用钢管混凝土结构,由上、中、下弦管组成,弦管内采用C50混凝土,每片拱肋由两管平行管和提篮内倾单管组成,由直腹杆和斜腹杆连接成三肢桁架拱;三角形直腹杆采用矩形钢箱截面,斜腹杆采用圆钢管;全桥拱肋共布置19道横撑;拱座采用实体截面.主桥采用先梁后拱的施工方案.采用MIDAS Civil 2006检算拱肋承载力、结构强度、稳定性等性能,计算结果表明拱肋的静力、动力性能均满足规范要求.     

下承式3跨连续梁拱组合桥梁实用计算方法

通过引入坦拱、吊杆力相等、等效膜张力等假定,用力学方法推导了下承式3跨连续梁拱组合桥梁拱肋荷载分担比、主梁跨中挠度、拱肋跨中挠度的计算公式.通过改变结构参数,建立了多个桥梁模型,并将各模型下公式计算结果与有限元计算结果进行对比,验证了计算公式的正确性.为了使二者的计算结果更加接近,通过误差分析,对公式进行了修正.拱肋荷...     

德余高速乌江特大桥主桥设计

德余高速乌江特大桥桥位处江面宽、岸坡陡,对(203+450+203) m组合梁斜拉桥和计算跨径475 m上承式钢管混凝土拱桥2个桥型方案进行比选,最终采用景观好、造价低、易养护的上承式钢管混凝土拱桥。主桥拱轴线采用悬链线,拱轴系数2.2,矢高90 m,矢跨比1/5.278。主拱圈由两幅拱肋组成,单幅拱肋为四肢等宽变高桁架结构,腹杆为钢箱和H形截面,竖腹杆与拱轴线中心径向布置。拱上立柱为钢箱截面,与拱肋、桥面系钢梁刚接。桥面系为槽形钢箱梁+粗骨料活性粉末混凝土桥面板的连续组合结构。拱座为梯形结构,采用扩大基础,交界墩采用变截面薄壁墩。采用斜拉扣挂、缆索吊装安装主拱节段、立柱单元及主梁构件。结构静力、稳定性计算及拱座受力验算均满足设计要求。     

压杆-拉杆模型在混凝土结构设计中的应用

介绍了利用压杆－拉杆模型进行混凝土结构设计的方法，阐述了模型的选择，压杆，拉杆及节点区内力的计算和应力限值，提供了设计步骤和模型示例。     

钢腹杆-劲性骨架混凝土弦杆组合拱节点受力性能试验

为进一步增大拱桥的跨越能力,结合劲性骨架钢筋混凝土拱桥的结构和施工特点,提出钢腹杆-劲性骨架混凝土(SRC)弦杆组合桁式拱圈结构,利用钢腹杆替代混凝土腹板,省去混凝土腹板的浇筑工作,并减轻拱圈自重以达到增大拱桥跨径的目的。为了解这种组合拱连接节点的受力特点,在钢腹杆-SRC弦杆组合拱桥试设计研究基础上,以弦杆外包混凝土厚度为主要参数,进行了3个组合拱节点及1个对比钢管混凝土节点的试验研究,并探讨了节点的失效机理。结果表明:组合拱节点首先发生弦杆外包混凝土开裂,最终发生钢管混凝土节点破坏;外包混凝土对受拉和受压腹杆的受力影响很小;相比钢管混凝土节点而言,组合拱节点受拉腹杆的接头刚度较大;弦杆外包混凝土的厚度只影响外包混凝土的开裂荷载,外包混凝土越厚,开裂荷载越大,但不影响组合拱节点的极限承载力;结合钢管混凝土劲性骨架混凝土柱的研究成果,建议组合拱节点的混凝土外包系数取0.50左右,其承载力可按照受拉节点发生冲剪失效模式和受压节点发生有效宽度失效模式进行计算,但其计算结果偏于安全。研究成果可为钢腹杆-SRC弦杆组合拱桥的设计提供依据,也可为类似连接节点的设计提供参考。     

下承式系杆拱桥结构体系内力分布优化分析

为改善下承式系杆拱桥结构体系受力性能,提高设计效率,采用有限元法对下承式系杆拱桥进行力学数值分析,在不改变结构构造参数的前提下,通过研究吊杆、系杆张力和拱轴线形状对下承式系杆拱桥内力分布的影响,构建下承式系杆拱桥内力分布优化分析方法。研究结果表明:以拱肋、吊杆和系杆组成的结构体系应变能最小为目标,采用无约束优化算法可对吊杆和系杆张力进行优化;以拱肋截面偏心距最小为目标,采用三次样条插值函数进行拱轴线拟合,能快速得到与吊杆和系杆张力优化值对应的拱轴线;合适的吊杆、系杆张力和拱轴线形状,可以优化下承式系杆拱桥结构体系内力分布,提升下承式系杆拱桥结构体系安全性。     

上海市外环南河主景观桥设计

上海市外环南河主景观桥为上承式钢管桁架拱桥,规划河道宽50 m。桥梁采用一跨过河,主拱计算跨径53 m,桥梁总长76.6 m。桥梁主拱肋拱轴线为二次抛物线,矢高6.235 m,矢跨比为1:8.5。拱肋、斜腹杆及平联杆采用钢管截面形式,桥面系采用钢桥面板结构形式。桥台兼顾拱脚作用,因该桥是有推力拱桥,需设置强大的基础来抵抗拱桥产生的水平推力。因此,每个桥台设置了6根φ1.5 m的钻孔灌注桩,桩长40 m。     

考虑刚性拉杆扭转的斜拉桥侧向弹性稳定性

以单承重面刚性拉杆斜拉桥为研究对象,基于主梁刚度无穷大的假定和能量原理推导出带有刚性拉杆考虑扭转变形时斜拉桥侧向弹性稳定系数的解析计算公式.通过对同一算例分别用推导公式、有限元法及其它近似计算公式进行对比计算,推导公式的正确性得到了验证;同时对斜拉桥的结构参数进行分析,讨论了它们对桥塔侧向弹性稳定性系数的影响规律.结果表明:计入刚性拉杆扭转变形后,桥塔侧向弹性稳定系数有所提高,更接近实际情况;桥塔的抗弯刚度对考虑非保向力效应的桥塔侧向弹性稳定性影响较大;当桥塔抗弯刚度较小时,拉杆抗扭刚度对桥塔侧向弹性稳定性影响较大.     

中承式系杆拱桥结构优化设计

以邓家窑大桥为背景,研究小边跨、边跨仅有桥面系压重、依靠系杆力克服拱脚水平推力的三跨中承式系杆拱桥的桥型及结构参数的优化。优化后的桥型按部分推力拱设计,系杆力只平衡大部分恒载引起的水平推力;拱肋采用混凝土和钢箱的混合结构;边拱、刚性纵梁和主拱拱脚段组成一个三角刚架,整体承担系杆力。对拱肋内倾角、矢跨比、拱轴系数、系杆力和基础形式等结构参数进行研究,结果表明,拱轴系数对拱脚水平推力的影响很小;系杆力是克服拱脚水平推力的最有效方式,通过技术和经济两方面比较,最终选定4排桩+15 000 kN系杆力的基础形式与系杆力最优组合形式。     

悬链线拱上实腹段面积及重心计算实用方法

提出了悬链线拱上实腹段恒载按部分悬链线计算的方法,并为该计算方法作了相应的计算表格,使该方法应用方便,可操作性强。该计算方法更符合拱上实腹段的描述,比现行公路设计手册的计算方法精度高,与精确值接近。     

三肋拱桥主拱悬拼安装节段预抬量的确定

拱桥悬拼过程中各节段预抬量控制是施工的关键,直接影响大桥合龙时的拱轴线形.大宁河大桥是国内首座特大跨三肋钢桁拱桥,主跨400 m,主拱安装采用无支架缆索吊装法.三肋拱安装过程中,后安装拱肋节段高程将受到已安装拱肋节段的影响,与整体安装计算的预抬量有较大差异,因此必须计算出各拱片节段安装时的预抬量.该文首先采用有限元法计算整体安装时的节段预抬量,然后以整体安装位移为目标函数,基于最优化理论,运用ANSYS的一阶优化分析法进行迭代优化,计算出各拱片节段安装时的初始预抬量值.从施工实践看效果良好.     

斜拉桥索塔锚固区前壁竖向拉-压杆模型

对斜拉桥箱形截面索塔塔壁预应力锚固体系,采用拉-压杆模型方法对拉索直接锚固的塔柱前壁进行研究.以力法为手段,依据拉-压杆模型的优化原理,确立了体内单锚的拉-压杆模型.以单锚拉-压杆模型为基础,初步构建前壁的拉-压杆模型.取z为拉杆(T3)与结点(1)间的竖向距离,采用力法建立以z为函数的拉杆内力的表达式,利用拓扑优化成...     

关于悬链线无铰拱桥的恒载内力计算述评

当圬工拱桥向大跨径发展的时候,它的拱轴线就开始采用悬链线。工程实践证明,采用悬链线拱轴是经济合理的,可靠的。但是,关于悬链线无铰拱桥的恒载内力计算却经历了一个认识、发展和完善的过程。截至目前为止,恒载内力计算方法有四种之多,现分述如下:     

短悬臂盖梁柔性拉压杆模型分析研究

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362-2018）基于应力扰动区（D区）刚性拉压杆模型给出了短悬臂盖梁承载能力极限状态的计算方法,但对于正常使用极限状态抗裂验算未进行规定。如果按刚性拉压杆模型进行抗裂验算,则拉杆钢筋的应力往往偏大,配筋将过于保守。实际上拉杆和压杆刚度相差较大,按有限变位的柔性拉压杆模型推导了拉杆拉力的计算公式,并结合工程实例采取有限元实体模型进行验证,结果表明柔性拉压杆模型计算结果精度更高,与有限元分析结果更吻合,相关结论可供类似工程参考。