提篮式简支梁拱组合体系桥的稳定性研究

以长沙市圭塘河通道建设工程一座跨度为84 m的大跨提篮式简支梁拱组合体系桥为工程背景,分别采用屈曲分析和非线性仿真分析两种方法对提篮式简支梁拱组合体系桥的稳定性和失稳模态进行计算,结果表明:该类桥失稳主要为拱顶侧向变形,且在计入初始缺陷后结构稳定系数明显下降,非线性因素对于结构稳定性影响显著。随后又进行了倾角、横撑布置与矢跨比等因素对拱桥稳定性影响的探讨,结果表明:非保向力效应、内倾角、矢跨比与拱肋刚度对结构的稳定性有非常显著的影响;其中倾角以10°~20°为宜、矢跨比取1/3~1/4为宜。而关于横撑的分析结果表明取一形撑与米形撑更有利于拱桥的稳定性。     

大跨径钢箱提篮拱桥空间稳定性分析

随着提篮拱桥跨径的增加,其空间稳定性问题愈发突出,为对大跨径提篮拱桥稳定性以及各稳定性影响因素进行分析,可采用线性屈曲和非线性屈曲2种方法。重庆朝阳复建桥为主跨274 m的中承式钢箱提篮拱桥,通过建立空间有限元模型对结构线弹性稳定及几何非线性稳定进行分析表明:考虑几何非线性因素后结构的1阶稳定系数显著减小,几何非线性对结构稳定性影响显著。对影响结构整体稳定性的因素进行计算分析表明:拱肋内倾角变化对稳定性影响较大,提篮拱内倾角增大,结构的1阶稳定系数增加,但过大的内倾角将导致拱肋扭转失稳;随着矢跨比(宽跨比)的增加,结构的1阶稳定系数增大(减小);横撑、吊杆布置形式对结构稳定性影响较小。     

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.     

钢管混凝土系杆拱桥稳定性分析

基于线性和非线性稳定理论对某钢管混凝土系杆拱桥进行稳定性分析。由数值模拟分析可知,考虑材料与几何双重非线性时稳定性系数计算结果比仅考虑桥梁的几何非线性时小50％。改变桥梁的横撑形式、矢跨比和内倾角并进行计算分析,结果表明,随着横撑数量的增加,桥梁稳定性系数呈线性增长趋势,且K字、X字横撑的设置对桥梁稳定性系数提高更有利;矢跨比从1／8变化到1／3时,桥梁稳定性系数先增加后减小,且此变化范围内,最安全矢跨比为1／5;拱的内倾角从0°变化到8°时,桥梁稳定系数呈抛物线变化趋势,内倾角为6°时稳定性系数最大。     

山区大跨度网状吊杆系杆拱桥设计及关键参数影响分析

依托云南怒江渡口大桥工程,选取了吊杆倾角、拱肋内倾角、矢跨比3个结构参数,对网状吊杆拱桥受力性能进行研究。吊杆倾角对拱肋和系杆的应力有一定影响,且随着吊杆倾角的增大,拱肋压应力和系杆拉应力呈减小趋势;拱肋内倾角的增加对系杆应力影响较小,对拱肋应力有一定的影响,尤其是对拱脚上缘应力影响较大,随着吊杆倾角的增大,拱肋压应力除拱顶上缘应力外总体呈减小趋势;矢跨比的变化对结构的受力影响最为显著,随着矢跨比的增加,拱肋压应力和系杆拉应力,呈减小趋势。总的来说,随着吊杆倾角、拱肋内倾角以及矢跨比的增加,结构总体应力呈减小趋势。     

内外拱式钢箱系杆提篮拱桥动力特性分析

该文以内外拱式钢箱系杆提篮拱桥为研究对象,通过现场模态试验验证有限元模型的可靠性。调整拱肋矢跨比、内倾角、风撑布置等设计参数,研究相关参数对此类桥型动力特性的影响。分析结果表明:内外拱式钢箱提篮拱桥外拱矢跨比为1/4~1/5,内拱内倾角为10°~15°,内拱拱顶增设1~3道风撑时,全桥具有较好的动力特性。     

钢管混凝土拱桥拱肋侧倾角对稳定性影响的研究

钢管混凝土拱桥可以通过拱肋侧倾来提高横向整体稳定性。本文利用有限元方法研究了钢管混凝土提篮拱桥的拱肋侧倾角对稳定性的影响,给出了拱肋的合理侧倾角。结果表明,在拱肋横向联系很强大的情况下,拱肋内倾对提高横向稳定性的作用不明显。     

大跨径提篮拱的拱肋侧倾角对稳定性影响的研究

以重庆菜园坝长江大桥为例,利用有限元方法研究提篮拱的拱肋侧倾角对全桥稳定性的影响,给出拱肋的合理侧倾角。结果表明,拱肋侧倾角的选择对拱桥的整体稳定性有重要的影响,拱肋侧倾角以10°左右为佳。     

大跨度提篮拱桥动力特性参数分析

动力特性是影响桥梁结构安全的重要因素。为研究大跨度提篮拱桥的动力特性,以菜园坝长江大桥为工程背景,基于Midas civil 2012建立了主桥有限元模型,利用子空间迭代法计算了主桥的动力特性;通过脉动试验进一步对有限元模型进行了确认。在确认后的有限元模型基础上,研究了包括矢跨比、内倾角、拱肋刚度等主拱结构参数对动力特性的影响。结果表明:桥梁模态呈低频、密集分布特点,模态耦合程度高;矢跨比对结构竖向振动频率影响较大;拱肋内倾角对横向振动频率影响明显;拱肋刚度的提高会导致竖向横向振动频率的小幅增加。研究结果可为同类型桥梁动力设计和安全评估提供参考。     

拱肋内倾角对大跨度钢箱提篮拱桥动力特性及地震响应影响的分析

为研究大跨度钢箱提篮拱桥拱肋内倾角对其动力特性及其地震响应的影响,该文以目前中国最大跨度的南广高速铁路肇庆西江特大桥为工程背景,基于Ansys大型结构分析通用程序建立空间有限元模型,并对计算结果进行对比分析,得出结论:对于大跨度钢箱提篮拱桥,增大拱肋内倾角对于增大结构刚度是有利的,但是在地震作用下也会增加结构的部分内力,降低拱肋的面内极限承载力.因此,在大跨度钢箱提篮拱桥的设计与施工中应综合考虑拱肋内倾角的影响.同时,为考虑不同步激励对大跨度钢箱提篮拱桥地震响应的影响,进一步分析了行波作用下桥梁的地震响应.     

内倾角对钢管混凝土提篮拱力学性能影响的分析

在一定的基本假定前提下,研究了内倾角对钢管混凝土提篮拱桥力学性能的影响。以广州丫髻沙大桥为原型,采用有限元方法,分别计算不同内倾角模型在永久作用下的稳定安全系数,在移动可变作用下的内力影响线以及自振特性。通过计算结果分析内倾角变化对钢管混凝土提篮拱桥稳定性、静力和动力特性的影响,结果表明:随着内倾角的增大,横向稳定系数增大;主拱肋内力也增大,但变化幅度很小;拱肋的横向刚度随之增大,但是面内的刚度却是不断减小。     

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。     

南门溪大桥施工过程中的非线性稳定分析

基于非线性稳定理论,采用LUSAS通用有限元软件,针对南门溪大桥钢管混凝土提篮拱桥施工的每一阶段建立了分析模型,计算结果表明拱肋施工过程中的稳定性远较成桥稳定性差,虽考虑了几何非线性及考虑材料非线性的双重非线性效应对各阶段拱肋稳定均存在显著影响,但成拱各阶段失稳可能性较小,理论上该桥的稳定性是有保障的。文章仅就拱肋成拱的每一过程的弹性屈曲分析、考虑几何非线性的屈曲分析以及考虑几何、材料双重非线性的屈曲分析作了重点介绍。     

飘带形提篮拱桥稳定性影响因素研究

首先简要概述了拱桥稳定性理论的研究进展,然后以飘带形提篮拱桥为例,采用有限单元法针对不同吊杆间距、矢跨比、拱梁区刚度、拱肋横向倾角及吊杆力等影响因素对结构稳定性的影响进行了分析计算,得出该类桥型结构的相关参数对结构稳定性的影响规律,对同类拱桥的设计和施工有重要的借鉴意义。     

基于灰色关联理论的下承式外倾钢管拱桥稳定性分析

为分析结构参数对下承式外倾钢管拱桥稳定性的影响，以沙颍河桥为工程背景，利用Midas/Civil有限元软件建立计算模型，分析拱肋厚度、矢跨比、横撑形式、拱肋外倾角度等参数变化对其稳定性的影响，并用灰色关联理论揭示各参数变化对结构稳定性影响的关联程度。结果表明，结构失稳一般表现为面外失稳，矢跨比、拱肋厚度对全桥的稳定性影响较大；当矢跨比处于1/3.5～1/4时，结构的稳定性最高；拱肋厚度超过25 mm后，通过增加拱肋厚度的方式并不能明显提高结构的稳定性；与其他横撑形式相比，“X”形横撑提高结构稳定性效果最佳；增大拱肋外倾角度能在一定程度上提高结构的稳定性，但当拱肋外倾角度超过15°时结构的稳定性开始降低；为提高下承式外倾拱桥的稳定性，可优先选择对拱肋厚度进行优化。本文的研究可为外倾钢管拱桥的设计优化提供参考。     

柳州官塘大桥净跨450m钢箱拱桥设计

本文介绍净跨450m中承式钢箱拱桥,拱肋为内倾80°提篮拱,采用等宽变高的单箱单室截面,中拱段采用低位拼装+门式支架法大节段整体提升安装。主要介绍桥梁的结构设计、施工方案,为大跨钢箱拱桥设计提供经验总结。     

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.     

济南齐鲁黄河大桥420m网状吊杆系杆拱桥主拱设计

济南齐鲁黄河大桥主桥采用五跨三连拱下承式网状吊杆系杆拱桥,桥跨组合为(95+280) m+420 m+(280+95) m,桥宽60.7 m,公轨合建。在调研国内外大跨度钢拱桥的基础上,对该桥420 m跨拱桥的拱轴线、矢跨比、拱肋高度、拱肋横撑布置等进行参数分析,最终确定主拱拱轴线采用二次抛物线,矢跨比为1/6,拱肋高4.0 m,拱肋之间通过6道一字横撑连接,两片拱肋在跨中168 m范围内合并为整体式截面,拱肋内倾角度为3.0°。420 m跨拱桥采用提篮拱布置,主拱由拱肋、拱肋连接和横撑组成。拱肋采用焊接五边形钢箱结构,沿拱轴线保持等高等宽,纵向受力板件采用Q420qE钢材,横隔板及横撑系统采用Q345qE钢材。吊杆拱上锚固构造采用叉耳板形式,叉耳板插入拱肋隔板,与拱肋隔板、底板采用全熔透焊接。拱肋采用三段法安装,两边段采用梁上支架拼装,中间段采用“低位拼装、垂直提升安装”。对该桥主拱进行静力、动力及稳定性分析,结果均满足设计要求。     

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。     

南淝河大跨系杆拱桥设计与关键技术

南淝河大桥采用下承式钢箱提篮式系杆拱结构,跨径200 m。详细介绍了该桥结构设计与参数取值,浅析了拱肋侧倾角、矢跨比、横撑形式及刚度对整体稳定性的影响,并简要阐述了施工方案的选择思路。以该桥作为工程案例,与国内已建提篮式系杆拱桥相比较,具有一定的创新性,为后续类似桥梁的建设提供了借鉴。