三榀拱肋组合系杆拱桥面外稳定性分析

系杆拱宽桥横断面布置三榀拱肋,其间设置框架式联结系.拱肋面外稳定性按组合柱理论分析,将拱肋作为拉直曲杆的中心受压柱.引进拱肋组合效应系数,考虑了拱肋局部及横系梁的剪弯影响,在拱肋三者不同的刚度条件下,得出了相应的效应系数.在此基础上,按差分法解出拱轴力对横向挠度所引起的偏心矩,由它引起挠度曲线率变化的微分方程,得到跨中...     

高速公路粉土路基填料结构特性三轴试验研究

为了研究高速公路粉土路基在交通荷载作用下的变形与破坏规律,以安徽省蚌埠至五里河高速公路的粉土路基为研究对象,利用DDS-70动三轴试验系统,开展以围压、压实度为变量的三轴压缩试验。结果表明:原状土σ-ε关系随围压增大依次应变曲线呈应变软化型、理想弹塑性型、应变硬化型变化,重塑土是理想弹塑性型、应变硬化型;在固结围压增大、应变增大、压实度降低过程中,应力比结构性参数m_η是递减的;在围压、压实度增大时,初始应力比结构性参数m_η0是递减的,且受压实度影响较大;在围压增大时,结构性损伤量m_ηd呈先增后减变化,提高压实度可使m_ηd减小;m_η0、m_ηd与围压之间呈三次多项式的关系,与压实度呈线性关系。     

中、下承式拱桥的实用稳定计算

本文针对中、下承式拱桥拱肋——吊杆体系的受力特性,研究了拱肋的两类稳定问题,从理论上说明了按现行桥规验算拱肋的纵、横向稳定性以及拱肋的偏心增大系数计算,都是偏保守的。考虑吊杆、桥面对拱肋刚度的影响,用能量法导出了实用计算公式,这些公式也可用以验算受张拉的单片拱肋的施工稳定性。     

倾斜式单肋系杆拱步行桥稳定性分析

以某倾斜式单肋系杆拱步行桥为工程背景，采用midascivil建立空间有限元模型，分析了不同的拱肋含钢率、拱肋外倾角、拱肋失跨比等设计参数对桥梁结构稳定性的影响。分析结果表明：结构的第1阶稳定系数随拱肋含钢率的增加而增大；拱肋外倾角α在-15°～20°范围内变化时，结构第1阶稳定系数先增大后减小；当5°≤α≤10°时，结构存在最大的第1阶稳定系数，结构第1阶稳定系数随着失跨比的增加而逐渐减小。结构第1阶失稳模态均为拱肋面外侧倾失稳。     

混凝土及砌体构件弯矩增大系数的分析

在分析偏心受压构件由二阶效应引起的弯矩增大规律的基础上，分析了现行混凝土及砌体结构设计规范中弯矩增大系数的力学意义及其存在的缺陷，为修订相关设计规范提供决策依据。     

上承式钢管混凝土拱桥拱肋混凝土非对称灌注结构安全性研究

为掌握拱肋钢管内混凝土不对称灌注对结构安全性的影响规律,利用有限元方法对南浦溪特大桥拱肋钢管内混凝土左右幅非对称顶升灌注过程中结构的变形、应力及稳定性进行了分析。计算结果表明：非对称灌注过程中,先灌注侧拱肋下挠量大,两侧拱肋挠度差值随完成灌注的拱肋数量增多而逐渐减小,灌注完成后,横截面对称位置处拱肋竖向挠度对称;整个施工阶段拱肋应力大于横撑应力,尤其是首灌混凝土过程中拱肋应力较大,应重点关注;首灌混凝土完成时结构的稳定安全系数最低,随着混凝土逐步完成灌注,结构的稳定安全系数逐渐增大;结构初始几何缺陷对结构的稳定性不利,应以考虑结构初始几何缺陷的稳定系数来评价结构的安全性。     

钢管混凝土拱桥拱肋内灌混凝土比选研究

为探讨钢管混凝土拱桥拱肋的最优混凝土灌注方式,依托某新建中承式哑铃形钢管混凝土拱桥工程,借助MIDAS/CIVI软件建立拱桥结构的有限元计算模型,针对3种混凝土灌注拱肋的施工阶段进行应力、变形及稳定性对比分析,得出以下结论:①随着施工阶段的增加,3种混凝土灌注方式下拱肋的最大拉应力均逐渐增大,而稳定性系数均逐渐减小;②不同混凝土灌注方式下拱肋的最大压应力、竖桥向变形均随着施工阶段的增加呈先减小后增大变化;③不同混凝土灌注方式下各施工阶段的拱肋应力、变形f由大到小均为:C50、C60、LC60,而稳定性系数则为?(LC60)?(C60)?(C50),故LC60高强次轻混凝土为拱肋最佳灌注方式。     

多拱肋蝶形拱桥的稳定及其影响因素研究

多拱肋蝶形拱桥由于拱肋的异化导致结构的受力异常复杂且空间效应明显,拱肋的外倾角、矢跨比、含钢率等各种设计参数均会对该桥型的空间稳定性产生不同程度的影响。以太原市南中环主桥为背景,采用不同的方法对钢管混凝土拱肋进行模拟,并建立全桥空间有限元模型,深入研究了多拱肋蝶形钢管混凝土拱桥的空间稳定性及其影响因素,结果表明:主副拱肋的外倾角对结构稳定性的影响并不明显;存在一个理想的矢跨比值,使得结构的稳定系数最大,结构最为稳定;拱肋的初始缺陷会降低结构的整体稳定性;拱肋刚度的计算方法对稳定系数的影响也较大;增大拱顶附近截面的含钢率有利于增强结构的整体稳定性;拉杆等构件的刚度对结构的稳定性也存在着规律性的影响。     

主跨457 m钢箱拱桥弹性稳定及极限承载力研究

柳州官塘大桥为主跨457m中承式钢箱拱桥,拱肋采用单箱单室钢箱截面,为拱肋内倾角度10°的提篮式拱桥。为了研究大跨径提篮式钢箱拱桥的稳定特性,采用ANSYS有限元分析软件APDL参数化建模,分析钢材强度、拱肋安装初始缺陷、拱肋内倾角度对主拱弹性稳定和极限承载力的影响。研究表明:随着钢材强度的增大,极限荷载系数逐渐增大,且基本呈线性比例关系;弹性屈曲分析不能反映钢材强度的影响;随着拱肋内倾角度的增大,弹性稳定系数和极限荷载系数呈先增大后降低的趋势,拱肋内倾角度在12°~13°,具有最大的弹性稳定和极限承载力。     

钢筋混凝土偏压构件偏心矩增大系数计算方法探讨

由于我国不同时期不同规范对钢筋混凝土偏压构件偏心距增大系数采用的计算公式不同,导致相关设计人员对不同的偏心矩增大系数计算公式在理解上产生了一定的困难.为了明确钢筋混凝土偏压构件偏心矩增大系数概念,理解不同计算公式的含义和本质,探讨了用临界力和极限曲率来表示偏压构件偏心矩增大系数计算公式的原理,结果表明两者的本质是一致的.     

钢管混凝土拱桥核心混凝土徐变效应可靠度分析

为明确钢管混凝土拱桥钢管内核心混凝土徐变对桥梁应力重分布的影响,采用"按龄期调整模量法",分别运用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2012)中公式计算所得混凝土徐变系数和轴向受压钢管混凝土徐变试验、拱肋徐变试验拟合所得混凝土徐变系数,建立可以考虑混凝土徐变过程的ANSYS模型,分析混凝土徐变对茅草街大桥建造期拱肋下挠的影响;运用拉丁超立方抽样方法,以跨中拱肋挠度和钢管应力为限值,以钢材和混凝土弹性模量、上弦和下弦钢管壁厚、腹管壁厚、徐变模型不确定性系数、核心混凝土弹性模量计算所得不确定性系数和茅草街大桥数值模型不确定性系数为参数,计算得到茅草街大桥服役期内的失效概率。结果表明:在建造期内,以基于拱肋徐变试验得到的混凝土徐变系数来计算跨中拱肋下挠值与实际实测值吻合最好,验证了模型的可靠性和精确性;在服役期内,以拱肋挠度和钢管应力为限值,当服役龄期增加到100年时,桥梁失效概率逐步增大,不同混凝土徐变系数的计算结果差异较大;以挠度为限值时,分别利用式(1)、(2)、(6)计算得到的失效概率为0.311,0.013 8和0;以应力为限值时,分别利用式(1)、(2)、(6)计算得到的失效概率为0.499,0.225和0.165 2。因此对于钢管混凝土拱桥的徐变可靠度分析来说,关键之处在于选择正确的混凝土徐变模型。     

下承式钢管混凝土拱桥稳定性研究

以某下承式钢管混凝土拱桥为工程背景,对成桥阶段自重作用下结构的稳定性进行研究.在线弹性稳定分析中,使用4种方法对拱肋结构刚度进行模拟,所得的稳定系数随拱肋计算刚度而不同,且变化幅度较大.建议把失稳分析同变形计算结合考虑,并偏安全地取较小的稳定系数.在非线性稳定分析中,采用钢管混凝土统一理论来考虑拱肋的材料非线性,并引入几何缺陷的影响.双非线性分析表明拱肋的几何非线性效应不明显,引起结构失稳的主要因素是材料非线性.     

人行斜跨拱桥的设计和分析

以昆明市某人行斜跨拱桥为工程背景,通过建立不同拱肋高度的计算模型,对结构的应力和位移、自振频率、稳定性等进行计算分析。结果表明随着拱肋高度的增加,拱肋的最大应力和各构件的竖向位移有显著影响,竖向频率及稳定系数随之增加。斜跨拱具有很独特的景观效应,是合适的城市景观桥梁。     

蝶形拱桥主梁的非线性行为及影响因素分析

蝶形拱桥造型独特其主梁部分的非线性行为规律相对其他拱桥较为难掌握,传统未充分考虑非线性影响的设计方法已不再适用.在自编程序的基础上,全面分析了各种非线性因素下蝶形拱桥主梁部分的非线性行为并研究了外倾角、矢跨比、含钢率等设计参数的影响及规律.结果表明:拱肋单元的梁柱效应对主梁弯矩的影响是不利的,而主梁单元的梁柱效应能够有效地抵消这种不利影响;主梁弯矩的非线性行为规律相对挠度更加复杂;未加载侧边梁的影响系数受偏载距离的影响较大;各梁跨中挠度和弯矩的影响系数均随主拱肋外倾角的增大而增大;主拱肋含钢率和索拱平面间夹角对主梁非线性行为的影响可以忽略.     

蝶形拱桥主梁的非线性行为及影响因素分析

由于蝶形拱桥造型独特其主梁部分的非线性行为规律相对其他拱桥较为难以掌握,传统的未充分考虑非线性影响的设计方法已不再适用.在自编程序的基础上,全面分析了各种非线性因素下蝶形拱桥主梁部分的非线性行为并研究了外倾角、矢跨比、含钢率等设计参数的影响及规律.结果表明:拱肋单元的梁柱效应对主梁弯矩的影响是不利的,而主梁单元的梁柱效应能够有效地抵消这种不利影响;主梁弯矩的非线性行为规律相对挠度更加复杂;未加载侧边梁的影响系数受偏载距离的影响较大;各梁跨中挠度和弯矩的影响系数均随着主拱肋外倾角的增大而增大;主拱肋含钢率和索拱平面间夹角对主梁非线性行为的影响可以忽略.     

无横撑肋拱桥在横向荷载作用下的实用计算

无横撑肋拱桥在横向荷载作用下,拱肋为偏心受压、弯、扭构件、可能在压、弯、扭组合作用下破坏或失稳。因此,在设计阶段对磺向受务进行验算十分必要。本文计入吊杆体系非保向力系的影响,根据能量原理,导出了横向弯矩和扭矩增大系数及稳定计算公式,使横向验算得以实现。     

某大跨度系杆拱桥的参数分析

以某大跨度系杆拱桥为背景,对系杆拱桥的内倾角、拱轴线和矢跨比进行参数分析.重点讨论了不同拱肋内倾角下拱桥受力、合理拱轴线的选择和不同矢跨比对结构受力的影响,分析结果表明拱肋内倾角对拱肋的面外稳定影响较大;拱肋内倾角度加大,横撑线刚度增强,,可以增大拱肋面外稳定安全系数;1/4L拱肋截面为拱肋控制截面,悬链线方案拱肋截面受力最好;随着矢跨比的降低,拱肋面外稳定安全系数下降.     

环向预应力钢绞线加固RC拱肋力学性能试验

通过RC方柱偏压试验和RC拱肋面内受力全过程试验,对环向预应力钢绞线（LPSW）加固拱桥方法进行研究。对相对偏心距分别为0,0.25,0.5的3类RC方柱进行偏心受压试验,偏心试验表明：RC方柱加固后,预应力钢绞线先于箍筋约束混凝土,有效抑制了混凝土裂缝的纵向开展,预应力钢绞线及箍筋之间具有良好的变形协调性;LPSW加固柱承载力提高了3%～34%,LPSW加固技术适合于小偏心受压结构,偏心距越小,增强效果越明显。在偏压试验基础上,拓展了LPSW加固RC拱肋的模型试验,对LPSW加固模型拱荷载-挠度曲线、截面应变和结构破坏模式等方面进行分析。拱肋试验表明：LPSW拱肋受力过程和破坏模式与RC拱肋相似,分为弹性阶段、裂缝开展阶段和钢筋屈服阶段,最终因出现5个塑性铰形成机构而呈塑性破坏。由于环向预应力钢绞线约束,使RC拱肋提前处于3向受压应力状态,横向膨胀受到约束,避免拱肋出现拉应力,加固拱肋的初裂荷载、钢筋屈服荷载和极限荷载为未加固拱的2倍、1.6倍和1.47倍。基于偏压柱及拱肋试验结果,利用弹塑性失稳理论的等效梁柱法,建立LPSW加固拱肋极限承载力的计算公式,计算值与试验值吻合较好,且偏于安全,可用于评估实际加固拱桥的承载能力。     

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注顺序优化

钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注是施工中的控制性工序,为保证灌注过程的安全,在分析、比较弹性稳定计算方法和弹塑性稳定计算方法的特点和差别的基础上,提出了以施工过程中的弹性稳定安全系数为评价标准和用弹塑性稳定分析方法进行校核验算的拱肋混凝土灌注顺序优化方法,并以千岛湖1号特大桥为例进行了分析计算,同时还讨论了钢管拱肋合龙时初始应力对灌注顺序优化结果的影响。分析结果表明,最优的灌注顺序和拱肋合龙时的初应力关系密切,不同的拱肋架设方法将导致最优的灌注顺序发生变化。因此进行拱肋混凝土灌注顺序设计时,应该按照实际拱肋拼装过程考虑钢管拱肋的初应力。     

连续梁拱组合桥梁边中跨比影响分析

连续梁拱组合桥梁主梁和拱肋协同受力,整体刚度大、跨越能力强。以三跨连续梁拱组合桥梁为工程背景,分析了边中跨比对桥梁内力、变形、支反力、自振频率、稳定等方面的影响。分析发现：桥梁主梁和拱肋的内力、变形,主梁边支点的支反力随边中跨比的增大而增大,且在恒载作用下边中跨比0.400时边支点出现负反力;桥梁自振频率随边中跨比的增大而减小;桥梁施工阶段稳定系数随边中跨比的增大而减小,成桥状态稳定系数随边中跨比的增大而增大,但稳定系数变化率均较小;连续梁拱组合桥梁的合理边中跨比建议在0.425～0.500之间。