V型刚构连续梁组合拱桥吊杆张拉过程仿真分析研究

V型刚构连续梁组合钢管混凝土拱桥是一种内外超静定结构,施工过程复杂,随着施工过程结构不断的发生着体系转换。吊杆张拉过程也直接影响吊杆的最终成桥索力和结构的成桥受力状态。通过对年楚河特大桥主桥V型刚构加拱组合结构吊杆施工过程有限元仿真模拟计算,研究了该桥吊杆采用一级张拉和多级张拉对结构变形、受力的影响。考虑该桥的实际情况提出针对该桥的吊杆张拉施工过程。     

某大跨度外倾式非对称系杆拱桥的数值模拟研究

大跨度外倾式非对称系杆拱桥造型新颖优美,景观价值高,但其结构受力复杂和施工难度大一直都是行业内的难题.以广州市南沙区蕉门河中心区车行桥项目为背景,采用MIDAS/Civil进行桥梁施工过程的分阶段计算并对运营阶段进行数值模拟,研究分析施工过程和运营阶段中钢拱肋、钢箱梁和吊杆的内力、应力和位移,以及关键部位的变形和应力.结果 表明:吊杆内力施工阶段数值模拟和现场实测的结果较吻合;桥梁结构在各种荷载组合作用下均满足规范和设计要求,空间受力状态合理;关键部位的变形和应力均满足材料和结构的要求.结论 可为同类桥梁设计提供参考.     

下承式系杆拱桥施工阶段受力特性研究

为研究某下承式系杆拱桥在施工阶段的最不利受力状态,采用空间有限元分析软件Midas civil,模拟实际施工流程,对其施工阶段的受力特性进行计算与分析。介绍了该桥在施工阶段有限元模型的建模要点,分析了吊杆索力、拱肋的应力、变形等随施工阶段变化的规律,针对薄弱部位给出了相应改善建议。结果表明,由于拱肋外倾,内侧吊杆索力远远大于外侧吊杆索力,且最大值均发生在最终施工阶段;在最初施工阶段,拱脚处截面左缘受拉、右缘受压,拱顶处截面左缘受压、右缘受拉;拱肋横向位移对拱肋的变形起控制作用,大于竖向位移的影响。分析计算结果可以为本桥及类似拱桥的施工分析提供参考。     

梁拱组合体系桥吊杆张拉控制

梁拱组合体系桥充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用,结构受力较为复杂,为使成桥内力及线性符合设计要求,吊杆张拉控制非常重要。为避免多次张拉,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL建立全桥施工阶段模型,据现场实测不断对理论模型进行修正。假定吊杆初张力及张拉顺序,进行正装迭代分析,比选吊杆张拉最佳方案。在吊杆张拉过程中利用频率法测量吊杆索力变化,对主梁及拱肋应力应变、主梁及拱肋变形进行同步监测。实践证明,根据优化方案进行吊杆张拉,可以满足拱肋、主梁受力及线性要求,成桥后索力与设计索力在误差允许范围之内,避免了吊杆多次张拉调整。     

反对称钢筋混凝土拱肋异型系杆拱桥施工控制技术

上海大庆桥为跨径60m的异型系杆拱桥,主拱横桥向反对称布置2片C50钢筋混凝土拱肋。该桥采用"先梁后拱"方案施工,即先采用满堂支架现浇系梁并张拉预应力,再在支架上现浇拱肋。在该桥施工中,先张拉吊杆再进行拱肋脱架,以改善裸拱圈在自重作用下的不利受力问题;在横梁与系梁间设置后浇带,以缓解横梁在顺桥向的受剪状态;在主梁支架拆除后再将桥面板与系梁、横梁联结,以减少桥面板参与系梁受力;吊杆采用三轮张拉方案,吊杆在拱肋脱架前进行首轮张拉,在系梁、横梁联结后进行第2轮张拉,第2轮张拉后拆除主梁支架,在桥面系施工后进行第3轮张拉;拱肋变形较大部位的吊杆先张拉,反之后张拉。该桥成桥后的结构线形与内力均满足设计要求。     

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.     

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     

广州从化大桥工程吊杆锚固节点设计研究

广州从化大桥工程主桥为单跨136m的下承式钢管混凝土空间拱梁组合体系桥,属于非常规结构,吊杆与拱肋、吊杆与主梁的节点锚固设计是整个设计方案的关键控制点之一.为了得到合理的吊杆锚固设计方案,保证结构受力安全,给出了针对从化大桥的各种可能的节点连接方案,并对其优缺点逐一进行了分析评价,最后给出了该桥采用的方案.     

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。     

一座新颖的蝴蝶拱桥设计

绍兴市迪荡湖环湖1号桥采用空间四索面吊杆的三跨下承式异形拱桥,主要受力结构由两道外倾的拱肋、弧形的主梁组成,辅以吊杆连接,拱脚和桥面梁体刚结。该桥上下行分幅,每幅桥由一根外倾拱肋通过一组横桥向两根的吊杆吊住桥面横梁形成基本结构体系,吊杆为外倾的拱肋提供了横向稳定约束,较之其他由单根吊杆的结构,受力更为合理。结构新颖,外形美观,对称的拱肋、弧形的景观平台和外倾的拱肋错落有致,观光人行道的圆弧曲线融于桥梁整体造型之中,远远望去,犹如一只彩蝶在迪荡湖上翩翩起舞。     

钢管混凝土拱梁组合桥整体架设施工受力性能分析

针对钢管混凝土拱梁组合桥在整体架设过程中,钢系梁稳定性差、混凝土系梁需配置较多预应力钢束的缺点,提出采用钢管劲性骨架系梁的整体架设施工方法。为研究钢管劲性骨架系梁在施工过程中对拱梁组合桥各主要构件的内力分配影响效果,以某公路下承式钢管混凝土拱梁组合桥为背景,采用MIDAS Civil和Abaqus软件分别建立实际桥梁的整体杆系有限元模型和拱脚结点实体有限元模型,对施工阶段各主要构件进行受力性能分析。结果表明:通过分批张拉钢管劲性骨架中的系杆,可以减小各施工阶段钢管劲性骨架的钢管应力;钢管劲性骨架可以有效分担施工过程中的拱肋应力,使拱肋和钢管劲性骨架受力均匀;拱脚结点以纵向受压为主;拱肋受力均匀,稳定计算满足要求;靠近拱脚的吊杆应力稍大于跨中的吊杆应力,吊杆应力满足要求。     

广州从化大桥136 m拱梁组合结构设计与分析

采用Midas/Civil有限元软件,对广州从化大桥136 m下承式空间拱梁组合体系进行空间静力、动力分析和稳定性分析.计算结果证明:对于单跨的空间拱梁组合体系,外部为简支的静定结构体系改善了支座不均匀沉降的问题;拱梁组合结构体系合理,各构件受力满足规范的要求;由主拱、副拱以及横撑、斜撑组成的空间异形拱结构具有良好的稳定性;对于简支梁与三角拱组合体系,由于梁的刚度较小,需要较大刚度的拱肋作为受力构件承受桥梁的荷载;吊杆张拉力对主梁及拱肋的受力影响较大;在满足主梁受力要求的前提下,应尽量减小吊杆张拉力,从而有利于拱肋结构的受力和稳定性.     

吊杆更换对九堡大桥主桥受力性能的影响分析

为研究吊杆更换对九堡大桥主桥受力性能的影响,根据该桥结构特点提出12种吊杆更换预案并进行分析。采用ANSYS建立该桥空间有限元模型,分析在不同吊杆更换方案下主桥结构的应力和位移、对拱肋和主梁及对吊杆力的影响。分析结果表明:在正常运营情况下,一跨内吊杆局部更换的数量小于3根时,只对更换吊杆跨的结构内力产生影响;一跨内吊杆局部更换时,对该跨拱肋、主梁及吊杆力的影响随拆除吊杆数量的增加而加大,当结构局部连续拆除的吊杆数量小于3根时,结构受力是安全的,但当局部连续拆除的吊杆数量达到3根时,拱肋下缘的应力超过了规范规定的材料强度容许值。     

美国新西七街大桥施工应力监测分析

美国新西七街大桥是一座预制预应力混凝土网状吊杆拱桥,为了评估该桥施工过程中的受力状况并确保施工过程安全,在拱肋关键截面安装了可监测应变和温度的埋入式振弦传感器,对后张预应力张拉、主拱旋转、主拱起顶及成桥等阶段的应力数据进行了监测和分析。结果表明:在施工过程中,有限元计算较好地模拟了预应力张拉过程中结构的响应,拱肋混凝土没有出现开裂和压应力大于50%抗压强度的情况:施工过程中拱肋始终处于安全状态,但需关注拱肋处于竖立位时应力情况;通车后的静载试验表明,结构处于安全状态。     

连续梁拱组合体系桥梁施工力学行为实测分析

对连续梁拱组合体系桥梁在施工过程中的受力性能进行了实桥测试和有限元模拟分析。结果显示,结构系梁、拱肋及横梁等构件在桥梁施工过程中均处于受压状态,最大压应力为13.7MPa,出现在第4次吊杆张拉完成后中拱拱肋1/4截面下缘,拱脚位置压应力水平不高;采用分阶段多次张拉,可以有效的调整该种组合体系桥梁的吊杆张拉力;有限元计算结果与实测结果吻合良好。     

外倾角对异形空间组合拱肋拱桥受力性能影响的研究

洛阳瀛洲大桥主桥中跨为跨径120 m的异形空间组合拱肋中承式钢管混凝土拱桥,运用MIDAS/Civil软件建立了该桥的三维有限元整体计算模型.在成桥状态下,分析了不同外倾角对异形空间组合拱肋拱受力性能的影响.分析结果表明,拱脚处几乎不受外倾角变化影响,外倾角的变化对副拱肋的影响较主拱肋大,且随着外倾角的增大使得拱肋部分整体刚度减小.结论可为异形空间组合拱肋拱桥的设计与施工提供参考.     

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。     

广州从化大桥工程主桥施工关键技术设计

广州从化大桥主桥为单跨136 m下承式拱梁组合桥,由1根主拱肋与旁侧2根副拱肋组成倒三角钢管混凝土空间组合拱.为确保桥梁结构的施工安全与成桥质量,从梁拱施工顺序、钢管拱肋制作安装、管内混凝土灌注、系梁预应力钢束张拉、吊杆安装与张拉等方面对主桥施工关键技术进行了设计研究.     

洛阳瀛洲大桥中承式系杆拱桥施工监控

洛阳瀛洲大桥主跨为中承式系杆拱桥,其拱肋采用空间倒三角截面形式的钢管混凝土桁架。在施工过程中,对结构应力、位移、系杆索力进行监控,通过计算分析与实测数据以及模型试验的对比分析,修正计算模型,确保结构在各工况下的受力和变形处于合理状态。通过分析工序变更对结构的影响,优化了工序。同时采用影响矩阵法,得出了吊杆的张拉顺序以及相应的张拉控制力,较好地实现了对吊杆索力控制的目标。     

V形刚构-拱组合桥静力有限元分析

V形刚构-拱组合桥体系复杂,为了能更准确地认识和把握这种新型桥梁的力学性能,以小榄特大桥工程为例,建立精确的三维有限元模型,其中V形墩、梁、拱采用三维8节点实体单元,支撑采用空间梁单元和桁架单元,吊杆采用空间索单元进行离散。应用大型通用有限元软件ANSYS对其成桥阶段的主要工况进行弹性计算,同时也对该类桥型有可能出现的病害情况进行预测和模拟。据此,对比分析了各种情况下关键部位和构件的变形及受力状态。研究结果表明:该桥整体受力以V形连续刚构为主,拱对主梁起加劲作用;预应力对结构的安全性至关重要;该桥在一定数量内吊杆断裂的情况下,主体结构具有很好的内力重分配能力;拱脚处受力复杂,要采取构造措施防止局部破坏。