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.     

异形拱人行桥设计

异形拱人行桥受力具有自身的特性,以贵阳市图书馆人行桥为工程实例,介绍了该桥的结构设计,采用midas Civil软件建立空间有限元模型,对其结构进行静力、动力及稳定性分析,并总结该类异形拱人行桥的受力特点,以为类似异形拱桥的设计提供参考。     

钢筋混凝土葵花拱桥有限元分析

文章建立了一座钢筋混凝土葵花拱桥的空间计算模型,计算并分析了主腹拱的连接方式对葵花拱桥结构受力性能、变形性能及稳定性的影响,分析结果表明:在恒载作用下,主腹拱铰接时腹拱的结构受力较主腹拱刚接时有利,而主拱受其连接方式的影响较小;在活载作用下,主腹拱铰接时腹拱的结构受力较主腹拱刚接时有利,而主腹拱刚接时主拱的结构受力较主腹拱铰接时有利;无论是在恒载还是活载作用下,主腹拱刚接时结构的变形比较小;主腹拱无论是刚接还是铰接都不会产生失稳问题,且主腹拱刚接时稳定特征系数更高。     

异形斜杆三连拱桥受力性能及稳定性分析

异形斜杆拱桥在设计阶段结构参数均为理想值,施工过程中,施工机械以及材料堆积会对主梁及拱肋等产生荷载作用,运营过程中,钢材的弹性模量会受到温度和周围介质的影响及自身因素的影响发生变化,为全面了解异形斜杆拱桥结构的受力特点,需要在结构参数变化时,对其力学性能的变化规律进行一定的分析和了解。以陕西某特大桥主桥设计方案为背景,借助有限元计算软件Midas/Civil建立了该桥空间有限元模型,研究了异形斜杆三连拱桥主梁及拱肋在不同结构参数下对主梁位移、主拱肋轴力、吊杆索力等的影响,同时分析了在成桥状态下仅有恒载作用时,主拱肋外倾角分别为0°、8°、16°、24°共4种工况下的该桥第1类稳定问题,证明了主拱肋外倾角度选择的合理性,为以后同类桥梁的设计、施工及后期检测提供参考。     

南京长江大桥双曲拱桥铺装改造设缝的研究

南京长江大桥公路落地引桥及分叉落地桥均采用具有我国民族特色的双曲拱桥.南京长江大桥双曲拱桥以及有填料的上承式拱桥,均存在因填料跨墩连续铺筑产生的主墩处的横桥向裂缝所导致的铺装体系耐久性破坏问题.本次改造设计对拱上建筑进行了彻底改造:拱上填料更换为泡沫混凝土,顶面增设钢筋混凝土板及双层沥青.通过对桥面铺装层体系进行方案深...     

基于多重平衡体系的索辅梁拱桥设计

为解决在布置及结构上均为非对称且与多吊索面结合的空间异形组合拱桥达到理想受力状态的问题,以深圳前海合作区11号景观桥为例,采用索辅梁桥的设计理念和多重平衡体系的分析思路,结合有限元模型对面外受力体系和面内受力体系进行分析。结果表明:超宽型梁体在多吊索面辅助达到横向受弯平衡的前提下,利用合理的拱面倾斜角度使非对称布置的拱肋达到面外受力平衡状态,利用合理的拱轴线使非对称构造的拱肋达到面内受力平衡,实现多重平衡体系的设计思想,为非对称空间异形拱桥的分析及设计提供了方法上的参考。     

基于虚拟激励法的大跨度斜拉拱桥随机响应

通过建立空间结构有限元模型,利用一种计算效率很高的随机振动理论-虚拟激励法对大跨度斜拉拱桥的随机振动地震响应进行了研究.将该桥的动力特性以及由施加于该桥纵向激励、纵 竖向激励、横 竖向激励、纵 竖 横向激励所得到的随机振动地震响应,与相同跨径的钢管混凝土拱桥进行对比分析,可以得到大跨度斜拉拱桥中斜拉索的存在改善了主拱肋拱脚附近的受力,提高了拱桥的抗震性能.     

填料模拟对空腹式无铰拱温度效应的影响分析

采用有限元软件Midas建立拱圈模型(M1)和拱圈-拱上结构联合作用模型(M2),对空腹式无铰拱桥进行仿真模拟,引入联合作用系数K,对比分析2种结构状态下主拱的温度响应.分析结果显示:拱上填料约束了拱桥的变形,改善了应力分布,提高了拱圈的稳定性;温度工况下,拱圈-拱上结构的联合作用效应显著.     

广州明珠湾大桥结构体系设计关键技术

广州明珠湾大桥主桥采用主跨436 m的中承式钢桁拱桥,双层桥面布置,上层桥面设双向8车道和双侧人行道,下层桥面设双向4车道和管线走廊。该桥设计过程中对主桁体系(两主桁体系、三主桁体系)方案、拱梁组合体系(刚性梁刚性拱、柔性梁刚性拱)方案进行对比分析。考虑结构受力、交通需求等方面,主桁体系最终采用三主桁体系方案,并将上层桥面重车道和下层桥面行车道均靠边桁布置,使每片主桁分担4车道汽车荷载,实现三主桁的受力基本平衡;考虑结构刚度及施工便利性等方面,拱梁组合体系最终采用刚性梁刚性拱方案。经验算,该桥采用三主桁体系、刚性梁刚性拱方案,结构受力满足设计要求。     

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。     

双曲拱桥拱上建筑联合作用的研究

双曲拱桥拱上建筑结构在一定程度上要参与拱圈受力,在以往设计这类拱桥时,限于计算手段,未做空间结构分析。对于在役的双曲拱桥,为客观评定其实际承载能力,合理计算拱上建筑的联合作用,具有现实意义。该文以拉林河双曲拱桥为依托,应用MIDAS有限元分析软件,采用梁格法建立了双曲拱桥的空间计算模型,分析了在拱桥矢跨比、腹拱矢跨比一定的条件下,腹拱圈刚度、立柱刚度以及拱圈截面纵桥向的位置对联合作用的影响。     

上承式两铰桁架拱桥的拱轴线计算长度研究

拱桥的纵向稳定常常采用拱轴线计算长度系数将主拱换算为相当长度的压杆,通过强度校核的形式来控制稳定,但现行规范[3]只给出了裸拱的拱轴线计算长度系数;桁架拱桥的拱上建筑对主拱圈具有明显的约束作用,可以提高稳定性,其拱轴线计算长度系数仍有待于进一步研究。通过对上承式两铰桁架拱桥的稳定性影响因素进行分析比较,并对其拱轴线计算长度系数的数值进行分析,拟合得到了拱轴线计算长度系数的简化公式,对实际工程具有一定的指导意义。     

大跨度上承式钢管混凝土拱桥的稳定性分析

随着钢管混凝土这种组合材料应用于工程实践,拱桥的跨越能力取得了长足的发展,对于跨度大,宽跨比小的上承式钢管混凝土拱桥,失稳破坏是结构破坏的形式之一,具有破坏突然、征兆不明显的特点,其危害性比强度破坏更大、更隐蔽。以甘肃在建的主跨180 m,宽跨比为1/25.7的上承式钢管混凝土拱桥为例,建立了全桥施工过程全三维有限元模型,详细分析了该桥成桥状态和施工过程中的横向稳定性,讨论了拱上结构以及桥面系边界条件的处理,分析了其对结构整体计算结果的影响。     

煌水河双曲拱桥的病害诊断与力学性能研究

以某四孔钢筋混凝土空腹式连续双曲拱桥为例,结合目前既有双曲拱桥的典型病害调研和国内外旧桥承载力的评定方法,对其进行了全面的健康检测,根据现场拱肋线形的实测结果,建立了该桥原设计与现行状态的全三维有限元分析模型,从理论上分析了该桥产生病害的主要原因,理论分析结果得到了现场调研数据的验证。得到了桥梁长期单方向超载以及拱肋横向联系弱、横向分布效应差,造成一侧拱肋应力长期处于高水平而产生徐变变形,主拱肋偏离原悬链线拱改变了其主要承压设计思想,加之年久失修造成恶性循环,从而成为“危桥”的结论,为该桥的加固设计提供了科学依据。     

斜靠式钢箱拱桥稳定承载力及成桥试验

斜靠式拱箱桥为采用主拱、斜靠拱、横撑和系梁形成的空间受力体系。以主跨145 m斜靠式钢箱拱桥为工程背景,研究分析其稳定承载力。有限元分析和成桥静动载试验表明：斜靠式钢箱拱桥具备足够的稳定承载力,大桥受力性能良好。     

钢管混凝土拱桥拱肋接缝错台问题研究

选取拱肋截面为单圆管、哑铃形、桁式的钢管混凝土拱桥各一座,建立有限元模型,分析了钢管拱肋接缝错台对成桥状态下受力性能和截面承载力的影响。研究结果表明:接缝错台对拱肋轴力、竖向变形几乎没有影响,而对拱肋截面弯矩影响较小;错台幅值的增大,会造成钢管混凝土截面承载力逐渐降低,承载力的下降幅度与错台值、钢管面积的变化率基本呈线性相关的关系。在目前规范规定的错台限值情况下,截面弯矩最大变化率不超过1.2%;截面承载力下降幅度不超过4%;目前桥梁施工规范中对接缝错台的限定较为合理。     

连续刚架拱桥地震响应分析

采用时程分析法对连续刚架拱桥在纵向、纵 竖向、三维激励作用下的响应特性进行计算,讨论三角刚架刚度对主、边拱地震响应的影响,对主拱与下承式拱桥的地震响应特性进行对比分析。结果表明边拱系杆是连续刚架拱桥在地震激励作用下的薄弱环节,三角刚架刚度对主、边拱地震响应有较大影响。     

双曲拱桥复合套拱加固方法及应用

针对传统双曲拱桥加固存在的新旧混凝土结合受力不明、施工平台搭设复杂等问题,在双曲拱桥下部结构安全储备充足、需更换拱上填料的条件下,提出双曲拱桥复合套拱加固方法,即在原拱圈上新增拱肋、横系梁及加厚拱板,形成框架式受力结构,实现双曲拱桥加固。应用时,首先封闭桥面交通,拆除旧桥面及附属设施、旧拱上填料;其次在裸露的主拱圈上增设主拱肋及横系梁,根据配重需要设置拱背加厚区;然后在主拱圈及新增结构上浇筑轻质拱上填料;最后进行桥面系及附属设施施工。该方法无需拱下支架,对桥下交通影响小,安全性高,不改变桥梁外观,尤其适用于文物桥梁维修改造。在南京长江大桥双曲拱桥S56跨涉铁工程中应用该技术,有效提高了结构承载力和整体性,工期缩短约67%,综合成本降低约26%。