铁路钢管混凝土系杆拱桥动力特性及地震响应分析

以某铁路钢管混凝土系杆拱桥为研究对象,运用有限元分析软件ANSYS建立了其空间杆系有限元 模型,其中拱肋与系梁采用空间梁单元模拟,吊杆采用空间杆单元模拟,对其动力特性进行了分析;在此基础上运用时程分析方法分别计算了该桥在竖向和纵向地震力组合以及竖向和横向地震力组合两种工况下的地震响应,得到了主拱控制截面在两种荷载工况下的最大内力和最大位移响应,对其抗震性能进行了分析评价.结果表明：该铁路系杆拱桥动力特性总体体现为刚性拱桥的动力特征,横桥向刚度相对较弱,竖向地震力作用下的响应较大,应引起设计注意.研究可为同类型的铁路刚性拱桥抗震设计提供理论依据.     

飞燕式钢管砼拱桥系杆与吊杆施工分析与控制

结合主跨158m飞燕式异型钢管混凝土拱桥工程实践,考虑桩土相互作用对结构受力、变形影响,根据施工进度,确定了系杆张拉顺序及张拉力,在此张拉力作用下张拉端及桩顶位移满足要求;并提出了考虑张拉顺序时吊杆张拉的计算方法,根据MIDAS软件模拟结果,确定的吊杆张拉顺序可行,各吊杆最终内力结果相差不大。系杆、吊杆的分析过程对今后系杆拱桥的设计、施工将提供有益参考。     

整体吊装钢管混凝土拱桥系杆设计

钢管混凝土系杆劲性骨架整体吊装施工具有施工工期短、简单易行、安全可靠等优点。以一座跨运河整体吊装钢管混凝土系杆拱桥作为工程背景,利用有限元软件建立计算模型,针对钢管混凝土系杆拱桥在整体吊装施工中结构受力的特点,考虑拱梁刚度比对结构在施工过程中的影响,对在整体吊装过程中各构件的应力与角钢系杆与拱肋的刚度比之间的规律进行了研究分析,探讨了相对较优的角钢系杆与拱肋的刚度比取值范围,为类似工程的设计提供参考。     

下承式混凝土系杆拱桥设计计算中几个有关问题的探讨

下承式系杆拱桥是一种无推力的拱式组合体系,外部为静定简支结构,既适用于地基较差的地区,同时也能满足较高的净空要求。主要阐述预应力混凝土系杆拱桥设计中几个容易忽视的问题,借助于一座计算跨径为85 m的混凝土系杆拱桥设计,介绍了拱肋稳定、系杆应力、横梁等的计算和吊杆设计的要点。     

混凝土灌注过程中钢管拱受力状况分析及改善

在钢管混凝土系杆拱桥的施工过程中,拱肋混凝土灌注是一项关键工序.但在混凝土灌注过程中,由于整个钢管拱受力不均,会使钢管拱局部应力或变形过大.以一座钢管混凝土系杆拱桥——琼海九曲江大桥为例,研究拱肋混凝土灌注过程中钢管拱的受力变形,通过张拉关键吊杆改善钢管拱的受力状况,有效地减少了钢管拱的局部应力和变形,取得了较好的效果.     

叠合系杆拱的设计构思

叠合系杆拱是一种新型桥梁.某大桥设计方案采用叠合钢管混凝土系杆拱桥,从该桥的总体设计出发,探讨了该桥的最优矢跨比组合,并对该体系的孔跨布置、纵横梁及系杆、吊杆、横撑的设计做了介绍.最后探讨了该桥型的结构特点和受力特征.     

中承式系杆拱桥吊杆疲劳性能研究

中承式系杆拱桥是拱桥中一种常见的结构形式,吊杆作为该类型桥梁中重要的传力构件,其受力特点和疲劳性能一直是研究的热点,它关系到整座桥梁的安全和使用寿命。以湖南永州市某座中承式系杆拱桥为背景,基于车辆荷载试验和对桥梁长、短吊杆索力的不间断连续测量,通过测量数据分析发现:在集中荷载作用在主桥跨中位置时,位于支点处的短吊杆受车辆荷载影响较小;单根吊杆24 h内的应力时程曲线能反映桥梁受外界荷载影响下吊杆应力变化规律,同时能分析出桥梁1 d交通流量的分布情况;采用S—N曲线的疲劳寿命评估方法预测了吊杆疲劳寿命,并利用WEIBULL分布函数求得吊杆的疲劳可靠度,计算结果认为该桥在正常运营期吊杆已具备足够的疲劳可靠性。     

整体吊装下承式系杆拱桥吊杆一次张拉可行性研究

针对钢管混凝土系杆拱桥吊杆张拉优化问题,以实桥工程为依托,采用吊杆从拱顶至拱脚对称跳跃式分批一次张拉施工方法,研究了吊杆一次张拉到位的可行性,并对吊杆初张拉力进行优化调整,得到理想成桥状态,验证了吊杆一次张拉到位可作为钢管混凝土系杆拱桥吊杆张拉合理的施工方法。     

钢管混凝土系杆拱桥中墩处拱脚应力分析

为准确掌握拱脚的应力分布,指导结构设计,通过大型空间有限元分析程序对某(88+88)m钢管混凝土系杆拱桥中墩处拱脚及与其相连接的系梁进行分析。分析结果表明,在最不利工况下,系梁靠近中支点实体混凝土的箱梁底板混凝土压应力较大;拱座顶部混凝土存在一定水平的顺桥向拉应力;在拱肋与拱脚的局部连接位置产生非常明显的应力集中现象;中墩处系梁实体混凝土内配置横向钢束后,该处混凝土横、竖桥向应力水平较低,仍以平面受力为主。     

128m提篮式系杆拱桥施工监控技术

对京沪高速铁路128 m跨下承式系杆拱桥的施工监控内容进行了阐述,介绍了具体的监控方法,监测表明系梁、拱肋应力、吊杆内力以及各个工况中拱肋与系梁的变形实测结果与理论计算值基本相符。128m提篮式系杆拱桥的线形以及应力控制是比较成功的,可为同类桥梁的施工监控提供参考。     

小宽跨比系杆拱桥面外稳定性研究

文章以某跨径为90m的下承式钢管混凝土系杆拱桥为例,利用大型通用有限元软件Midas Civil建立该桥模型,针对系杆拱桥的荷载工况、不同横撑形式、数量和刚度、矢跨比进行了系统的分析,研究其对小宽跨比钢管混凝土系杆拱桥横向稳定性的影响。结果表明:不同的布载方式会改变结构的屈曲失稳模态;不对称布载方式会降低拱桥的稳定性;增加横撑数量和刚度、合理选择横撑形式和适当降低矢跨比能够有效地提高小宽跨比系杆拱桥的面外稳定性。     

大跨简支系杆拱桥非线性稳定性

宁杭高速公路南河大桥为主桥130m跨径简支下承式钢管混凝土系杆拱桥。在考虑了拱桥非线性稳定性影响因素基础上,利用有限元ANSYS结构分析程序,建立了拱桥结构稳定性分析空间有限元模型,给出了该桥常见的失稳屈曲模态,研究了大跨简支系杆拱桥的非线性稳定性求解策略,并对南河大桥简支钢管混凝土系杆拱桥进行了非线性稳定性计算。结果表明,钢管混凝土拱脚处的拱肋首先形成塑性铰,破坏时的极限荷载达到正常使用荷载的3．50倍,满足稳定性要求。     

四拱肋三系梁钢管混凝土拱桥设计与施工

慈城大桥是杭州湾跨海大桥南岸接线工程跨越慈江的一座下承式钢管混凝土系杆拱桥,桥梁采用四榀拱肋三系梁设计。通过设计计算和监测桥梁施工过程表明,系梁钢束张拉与吊杆索力是四拱肋三系梁钢管混凝土拱桥桥梁的成桥状态重要控制因素。     

铁路钢管混凝土系杆拱桥施工过程监控及受力性能分析

以某铁路钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,采用Midas软件,根据施工过程建立了有限元模型,对各施工阶段拱肋、系梁和吊杆的应力和变形进行了分析。对该拱桥进行了应力及线形施工监控,详细介绍了监控方法及测点布置方案,并将实测值与数值计算结果进行了对比。结果表明:拆除系梁支架后系梁和拱肋的挠度增加幅度明显;随着拱桥整体刚度的增大,系梁压应力下降,拱肋压应力增加,体现出系杆拱桥的受力特征;系梁和拱肋的实测应力和位移均与有限元计算结果比较吻合,说明施工监测方案合理,可为同类结构的施工监测提供参考。     

钢管混凝土提篮拱面外受力性能试验

为探究非保向力效应对钢管混凝土提篮拱桥平面外稳定性能的影响,开展了钢管混凝土(CFST)提篮拱空间受力性能试验和有限元分析;基于某原型桥开展了考虑吊杆影响的钢管混凝土提篮拱空间受力性能试验,揭示了模型拱的破坏机理;基于试验结果和实际工程构造参数建立了钢管混凝土标准提篮拱桥有限元模型,通过是否建立杆系吊杆的方式分别考虑吊...     

系杆拱桥吊杆施工张拉力迭代算法研究

在系杆拱桥的施工过程中,吊杆张拉是进行体系转换的关键工序.然而,后张拉的吊杆势必对已张拉的吊杆力产生影响.为了避免后期繁琐的吊杆力调整,提出吊杆施工张拉力迭代计算法,使吊杆尽量一次张拉到位.以一座在建钢管混凝土系杆拱桥为例,运用该迭代算法,得到了合理的吊杆施工张拉力,展示与检验了上述方法并取得了较好的效果.     

小兴浪大桥转体施工关键问题研究

介绍了小兴浪大桥拱圈平转施工的基本情况,对转体拱圈在转体施工中拱圈应力、动力效应对结构影响、上盘局部应力、转动体系结构偏心、转体拱圈稳定性和拱圈二期混凝土施工的关键问题进行分析研究,为该桥的平转施工提供指导,并为同类型桥梁平转施工提供参考。     

钢管系杆拱桥吊杆更换施工监控

南通丁堡河大桥为钢管系杆拱桥,文章以该桥更换吊杆施工监控为例,通过有限元计算,对其吊杆更换过程中应力、索力和变形的全过程进行监测,提出监控要点,以供类似工程参考。     

吊杆断裂对系杆拱桥动力性能的影响

为研究系杆拱桥在吊杆突然断裂下的力学性能变化,以某计算跨径90m系杆拱桥为研究对象,采用ANSYS有限元软件进行吊杆破断过程的数值模拟,分别研究跨中长吊杆断裂与拱脚附近短吊杆断裂两种工况下其余构件的内力变化,并与静力分析结果对比。分析结果表明:长吊杆断裂对其余构件内力的影响更明显;同时,吊杆断裂瞬间产生的动力响应不容忽视,不宜采用静力方法模拟。     

大跨径系杆拱桥临时支架设计分析

对于大跨径系杆拱桥,临时支架必须在桥面现浇混凝土、系梁、吊杆张拉完成后方能拆除,施工持续时间较长,且施工过程中支架承受主桥系梁、横梁、桥面板、拱肋、吊杆及横撑等全部永久荷载和吊车、运输车等临时荷载,临时支架设计成为全桥施工成败与否的核心,因此临时支架必须经过专门设计和验算。以某系杆拱桥为例,对支架设计方案进行了介绍,同时借助空间有限元模型建立全桥满堂支架分析模型,对支架强度、刚度及稳定性均进行必要的数值分析,可供类似工程借鉴。