花瓶形桥塔横梁位置综合比选

为研究花瓶形桥塔横梁位置对结构受力和景观的影响,建立独塔双索面混合梁斜拉桥整体模型,分析不同横梁设置方式下桥塔结构的受力状态,并考察全桥景观效果。结果表明,在上塔柱与中塔柱的交点处设置1道横梁,可减小塔柱的计算长度,防止塔柱发生失稳破坏,并且可降低横梁及塔柱受力,优化结构尺寸,实现结构受力与桥梁景观的协调统一。     

极限边中跨比混合梁斜拉桥关键技术研究

以主跨716 m混合梁斜拉桥为例,对结构体系、钢混结合段位置、边跨压重设计、索塔基础设计等关键技术进行研究.针对全飘浮、半飘浮两种结构体系,从主梁受力、主梁刚度、施工方案等方面进行分析研究,大桥采用全飘浮体系,既可避免大悬臂横梁设置影响美观、受力不合理等问题,又能方便钢箱梁吊装,故最终确定采用全飘浮体系.对于钢混结合段位于边跨和中跨位置的选择,从成桥状态、运营状态、支反力、施工方案等方面进行论证,考虑结合段位于中跨侧会导致主梁恒载弯矩分布不理想,同时造成边跨过重且高支架施工风险较高,最终选择边跨侧距桥塔35 m位置.针对边跨压重设计,对铁砂混凝土压重和厚板混凝土设计两种方案进行比选,考虑厚板混凝土设计结构受力满足要求,而且无须压重固定措施,简化施工工序.     

曲线钢箱梁桥曲率半径影响效应参数化分析

随着我国桥梁设计施工技术的快速发展,国内已建成大量的钢结构曲线梁桥,但由于钢结构桥梁自重较轻,在自重和车辆等荷载的作用下,容易发生支座脱空现象,因此,有必要进行钢结构曲线桥梁的受力特性研究,以避免支座脱空等结构病害的发生,确保桥梁结构的安全。本文以某已建工程实例桥为背景,分析了该桥在其它控制因素不变的条件下,不同曲率半径对主梁应力及支反力等结构受力特性的影响,给出了该类桥梁在不同曲率半径条件下,主梁应力及支反力的变化情况,以供同类桥梁参考。     

异型桥梁结构的优化分析

立交桥多属于跨线构造物,为满足道路线型要求,立交桥多包含有曲线异型变宽的桥型结构,其跨径组合往往不能按结构的合理跨径进行布置,使得桥梁的受力状态复杂。针对西安枣园路立交中的异型桥梁,拟定6种构型方案,应用梁格法理论构建其有限元模型,分析了在不同工况下6种构型的静力及基频,确定出最优方案,进而确定出该立交桥匝道的分叉点及分叉箱梁的长度。     

开敞式钢桁梁桥的设计

钢桁架桥因其受力明确、建筑高度低、施工周期短等优势,在城市跨节点桥梁中具有较高的竞争力,开敞式钢桁架桥更兼具通透性良好、节点构造简单等特点。结合工程实例,研究了开敞式钢桁架桥的静力、稳定性以及抗震性能,并分析了桥面系小纵梁对横梁受力特性的影响。由此得出一些有益的结论:下承式简支梁桥结构高度较低、景观性较好;开敞式桁梁桥结构受力较好、刚度较大、空间稳定满足要求、抗震性能好;桥面系小纵梁可增大端横梁的恒载分配比例,提高中横梁的活载横向分配。     

曲线梁桥恒载作用下的简化计算

曲线梁桥(又称弯桥)已成为现代交通工程中的一种重要桥型。曲线梁在恒载作用下会产生弯曲和扭转,如果通过空间杆系法来解决其计算问题,需要较多时间和精力。通过比较恒载作用下曲线梁桥的内力、应力及支座反力与同跨径直线桥梁的计算结果,得出曲线桥梁的简化计算方法。对于箱形截面、恒载作用下曲线梁桥的内力、应力可采用同跨径的直线桥计算结果,曲线梁桥的支反力可依据直线桥计算结果来估算一定条件下的曲线梁桥支反力。     

反对称异型系杆拱桥设计与研究

异型系杆拱桥是一种充分利用材料性能的合理结构桥型,同时相对常规拱桥又极具韵律、动态之美,该类桥梁在实际工程中以景观新颖、造价经济合理使其成为不错的选择桥型。通过对某跨径60 m的反对称异型系杆拱桥研究,设计刚拱刚梁自平衡体系,反对称布置异型拱肋,选定合理结构构造和矢跨比,推导出合理拱轴线,使梁拱的受力状态都较为均匀。结合有限元软件MIDAS软件进行静力、稳定性分析,表明结构的强度、刚度及稳定性均符合规范受力要求。该桥的建成丰富了桥梁造型,也为此类桥梁建设提供有益参考。     

无缝桥梁各关键结构刚度协调分配研究

随着科学技术的发展,交通行业的技术水平也在稳步提高,针对桥头跳车的问题,无伸缩缝桥梁研究逐渐被用到桥梁实际应用中。而无缝桥梁又称为无伸缩缝桥梁,分为材料无伸缩缝和结构无伸缩。结构无伸缩缝桥梁的的台后土压力会直接传至梁板等上部结构,桥梁各构件的刚度不同,台后土压力对无伸缩缝桥梁产生的效应也不相同。本文依据研究内容及结构刚度基本理论,建立了只包含梁板、桥台及桥台桩基三个结构的单跨整体式无缝桥梁,分别单一的改变三者刚度,得出其刚度变化对结构受力的影响,并拟合绘出的影响变化曲线得到四元函数,归纳了求解刚度协调分配系数的方法。     

天津南仓道立交桥主桥斜拉索调索优化方案

天津南仓道立交桥主桥为双塔连体四索面预应力混凝土分幅斜拉桥。原设计采取压重方案辅助斜拉索多步一次张拉至设计值。由于压重方案实施困难,该工程采用多步一次张拉法和多步多次张拉法相结合的综合调索技术优化原设计调索方案。采用结构分析软件MIDAS Civil分别模拟优化前后的调索过程,并对该桥的施工阶段、成桥状态进行结构分析。分析结果表明:优化前后边墩支反力、桥塔底部反力变化在5%以内,主梁应力结果基本吻合,成桥恒载索力差在1.58%以内;优化后桥梁各部分受力均满足规范要求。     

三拱肋下承式系杆拱桥力学特点分析

下承式系杆拱桥因具有结构受力合理、造价经济、桥型美观、与周围环境协调性好等优点而得到广泛应用。城市桥梁路面通常较宽,若按照传统双拱肋下承式系杆拱桥设计,横梁计算跨径较大,通常会控制结构设计。为解决这一问题,可以采用在主梁中间增加1片拱肋的方式,以减小横梁的计算跨径,形成三拱肋系杆拱桥,但这会使结构受力变得复杂。以安徽省涡河三桥为工程背景,分析三拱肋下承式系杆拱桥的纵、横向受力特点、动力特性,以及在成桥运营状态下的稳定性能,得出一些有意义的结论,可为同类桥梁设计提供参考。     

宽幅下承式空间多索面异型系杆拱桥设计关键技术

以外秦淮河大桥为工程背景,采用Midas Civil对该异型拱桥进行仿真模拟,首先探讨了不同主梁刚度、拱肋刚度两个参数条件下的拱桥结构受力性能影响规律;其次考虑异型拱桥结构最不利情况,进行了强度、刚度验算分析;另外计算了桥梁结构前五阶振型及自振频率,分析了其动力特性;最后针对拱肋可能会发生的失稳情况,进行了拱肋稳定性设计分析。结果表明：主梁与拱肋的变形、应力均满足设计要求;在10%~20%范围内改变主梁、拱肋结构刚度对结构受力影响较小,外秦淮河大桥作为城市交通景观桥梁,主梁与拱肋构造设计仍有一定的优化空间;桥梁前5阶的自振频率在0.49~1.25 Hz之间,动力性能较好,为抗震设计提供了参考;该异型拱桥结构具有较好的稳定性能。     

鱼脊梁与部分斜拉桥组合体系桥梁参数化分析

鱼脊式连续梁桥具有结构刚度大、支点负弯矩大、跨中弯矩和下挠度小等受力特点,而部分斜拉桥需要刚度较大的加劲梁,因此.可以利用鱼脊式连续梁桥和部分斜拉桥的优点来组合两种桥型。为了得岀这一组合体系的适用范围和受力特性,对一系列鱼脊式连续梁桥和部分斜拉桥的组合结构桥梁进行了参数化分析。     

斜拉桥参数优化及基于正交试验法的参数影响性分析

为研究斜拉桥结构设计参数的优化,基于某斜拉桥工程实例,选取斜拉桥的主塔高度,拉索面积,主塔刚度为分析参数。定义局部结构安全系数R以及全桥换算安全度E。同时选取了主塔最大应力,主塔塔顶位移,斜拉索最大应力,主塔根部弯矩,主梁最大应力,主梁最大挠度这些能反应斜拉桥结构内力性能的指标作为目标函数。首先使用基于控制变量法的参数优化分析,得到单个设计参数有利于斜拉桥力学状态的最佳取值。其次使用了基于正交试验法得出了主塔高度为84.52m,拉索面积增加20%,主塔刚度选取原刚度时是最佳的组合方案。同时得到全桥换算安全度影响最大的是主塔高度,其次是拉索面积,最后是主塔刚度。斜拉桥设计及参数优化的过程中,应重点考虑主塔高度和拉索面积。     

小半径 PC 曲线梁桥分析和设计要点

结合PC曲线梁桥的力学特征,梳理国内规范曲线梁桥的相关条文,从分析方法、支承体系影响、桥墩高度和支座刚度、恒载扭矩、预应力效应、支座横向偏心等方面总结小半径PC曲线梁桥的分析要点,从构造设计、钢束设计、钢筋设计、附属设计等方面总结小半径PC曲线梁桥的设计要点,相关结论可为设计人员提供参考。     

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。     

扭转梁悬架碳纤维复合材料横梁结构优化

鉴于碳纤维增强复合材料(CFRP)轻质高强的特点,本文中将某乘用车扭转梁悬架原钢质横梁用碳纤维复合材料替代,并进行结构优化设计。首先,通过碳纤维增强复合材料层合板力学性能试验获得材料力学参数,建立悬架扭转梁有限元模型,并对扭转梁中的碳纤维复合材料横梁截面进行改进设计。在此基础上,综合考虑横梁质量、刚度和工艺约束,对CFRP横梁进行铺层厚度、角度和铺层顺序的多层次优化。优化后,在满足各项性能指标的情况下,碳纤维增强复合材料横梁比原钢质横梁轻量79.34%,取得显著的轻量化效果。     

模数式桥梁伸缩缝疲劳寿命分析与结构优化

为提高伸缩缝结构的强度和疲劳寿命，提出了一种考虑移动车轮荷载的伸缩缝结构动力响应计算方法，该方法同时考虑了车轮的竖向与水平冲击荷载，这些冲击荷载作用在内力影响线分析得到的最不利作用点上。在动力分析基础上，采用包含有效缺口应力、雨流计数和线性累计损伤理论的结构疲劳寿命分析方法，评估了模数式伸缩缝的疲劳寿命。针对伸缩缝结构强度与疲劳寿命的不足，依次提出了4种结构优化方法：①优化焊趾结构，减小应力集中。②增设单中梁支撑肋板，提高局部抗弯刚度。③增设双中梁支撑肋板，均匀提高抗弯刚度。④增设带横向连接的双中梁支撑肋板，同时提高局部抗弯和抗扭刚度。研究结果表明：中梁与横梁的连接焊缝和中梁跨中是典型的双缝模数式伸缩缝的易损位置。中梁与横梁的连接焊缝上的最大Mises应力超过了Q345级钢材的屈服应力，疲劳寿命远小于中国桥梁规范要求的200万次。优化焊趾结构无法满足强度要求；增设单中梁或双中梁支撑肋板能够能使结构满足强度要求，但无法达到规范要求的疲劳寿命；增设带横向连接的双中梁支撑肋板，可以达到强度和疲劳寿命要求。     

部分斜拉桥结构参数分析

针对部分斜拉桥结构特征,研究主梁高度、索塔高度、索塔抗弯刚度、边中跨比、边中跨无索区长度等结构主要参数变化对结构各部位荷载效应的影响规律.有助于深化认识结构主要构件梁、塔、索在活载作用下的力学性能,以便预估当结构某一主要参数变化时,可能出现的情况.为设计经济、合理的结构形式提供参考.     

支承方式对小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥受力性能的影响研究

由于构造方面的原因,曲线桥存在"弯-扭"耦合[1]作用,由于小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥曲率半径较小,其"弯-扭"耦合作用更加明显,为了讨论和验证支座的布置方式对小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥受力的影响。该文通过改变小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥支承方式,采用粱格法来建立有限元模型分析支承方式对小半径鱼腹式连续曲线箱梁梁桥纵向弯矩、扭矩和支座反力的影响。数据表明,双支座可以有效减小小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥的扭矩,可以使内、外侧支座的支反力趋于相等,使小半径鱼腹式梁桥受力更加合理,但是对纵向弯矩的影响较小。该文的结论对今后的设计工作有一定的指导意义。     

非对称组合梁斜拉桥转体施工敏感性分析

为研究影响非对称组合梁斜拉桥转体施工结果的具体因素,以某非对称钢混组合梁斜拉桥为研究背景,采用有限元软件对其进行参数敏感性分析,重点研究施工支架刚度、斜拉索初始张拉力以及平衡配重对结构施工过程内力和线形的影响。结果表明：1）支架刚度对斜拉桥落架后的主梁内力影响很小;2）增大初始张拉力能够减小主梁跨中处的弯矩,但同时会增大塔根处主梁的弯矩,适当调整初始张拉力可以减小主梁脱离支架后的位移以及两侧中跨悬臂端位移差;3）过大的配重线极度会增大边跨负弯矩,可能成为控制设计的因素,但适度的配重重量可以减小主梁跨中悬臂端的下挠。