下承式拱桥考虑吊杆力非保向效应的稳定性

下承式拱桥考虑吊杆非保向效应的面外稳定性研究,以桥道梁横向为有限刚度,并考虑拱自重不参予吊杆力,以及拱肋不同的矢跨比等条件,计算出非保向影响对临界力的效应系数.有关成果可供设计下承式、中承式拱(包括系杆拱)的总体布置参考.     

系杆拱桥在风压力下吊杆力的非保向效应

研究了系杆拱桥在风压力与拱轴压力共同影响下引起的横向挠曲,同时考虑了吊杆力的非保向共同作用。采用单榀箱形拱肋与结合梁为系梁,以及框架式联结系的双榀系杆拱桥2个算例,对上述影响作出相应的计算,并对箱形拱肋弹性薄板进行局部加劲的优化设计,以提高其稳定性。     

系杆拱桥稳定性探索——考虑拱梁共同作用

研究了柔性拱柔性梁组合的桥梁拱肋面内稳定性。根据结构特点,柔性拱由拱、梁及吊杆三种元件有机组成,拱的稳定性当属于多层次的弹性基础的二铰曲杆稳定性问题,拱轴线变形曲率变化的微分方程属于非线性问题,由于桥梁结构的变形要求当属小挠度问题,拱轴线的变形曲线设定为近似的正弦曲线,并以吊杆的变形机理为基础,使问题线性化,推导出三者变形协调的吊杆变形系数k,由拱轴压力引起纵向挠曲的弯矩与吊杆附加力对拱反作用力的弯矩,它们与变形曲线的曲率变化的关系建立微分方程,并以差分法求解,得出临界水平力及轴压力的简化公式。以实例介绍了实用计算的过程,最后探讨了系杆拱桥有关尺寸变化对临界力的影响。     

系杆拱桥的稳定性分析

刚性梁柔性拱组合式桥梁是常用的下承式或中承式系杆拱桥。为保证拱的空间稳定性,常采用多肋式,即两榀或多榀设横系梁或桁架组合;大跨径有把拱平面倾侧形成提篮式。采用独榀拱布置时会遇到裸拱的空间稳定性问题,考虑到拱梁间吊杆的存在,依托系梁的强大抗弯刚度,为拱提供了抵抗失稳的能力。根据小挠度稳定性理论推导出拱在面外失稳时吊杆产生的扶正力,从而计算拱的临界压力。根据公路桥规相关规定提出可供实用的计算长度,验算拱的正截面抗压承载力,并以实例说明相关的计算。     

考虑非保向效应的单榀拱肋系杆拱桥稳定性分析

系杆拱桥面外失稳时吊杆力的非保向效应是影响结构稳定性的重要因素,对于单榀拱肋尤为重要。考虑单榀拱肋拱脚加强钳固措施,拱肋面外侧向变形应考虑边界条件的改变。在对面外临界荷载的影响已作出研究的基础上考虑变截面的影响,同时研究非保向力的影响,引进侧向变形系数k,从而确定临界力。     

系杆拱桥稳定性再探讨——考虑面内吊杆扶正力影响及其他

在文献[1-2]研究系杆拱桥拱肋稳定性的基础上,进一步研讨拱肋面内纵向移动吊杆扶正力影响,并通过钢箱拱与结合梁为系梁的虚拟实例,对面内吊杆力纵移影响完成数值运算。     

钢管混凝土系杆拱桥吊杆布置形式对结构稳定与动力性能的影响

钢管混凝土系杆拱桥通过吊杆将桥道系和拱肋联成整体,共同承受荷载。吊杆的布置形式对结构力学性能有较大的影响。对一座钢管混凝土系杆拱桥进行计算分析,比较了直吊杆和3种斜吊杆布置形式下结构的稳定与动力性能。结果表明,采用斜吊杆可提高系杆拱桥面内刚度,减少地震作用下面内位移。     

三榀拱肋组合系杆拱桥面外稳定性分析

系杆拱宽桥横断面布置三榀拱肋,其间设置框架式联结系.拱肋面外稳定性按组合柱理论分析,将拱肋作为拉直曲杆的中心受压柱.引进拱肋组合效应系数,考虑了拱肋局部及横系梁的剪弯影响,在拱肋三者不同的刚度条件下,得出了相应的效应系数.在此基础上,按差分法解出拱轴力对横向挠度所引起的偏心矩,由它引起挠度曲线率变化的微分方程,得到跨中...     

基于响应面法的系杆拱桥吊杆初内力优化

为精确优化系杆拱桥的吊杆内力,提出基于响应面法的系杆拱桥吊杆内力优化方法,优化过程包括试验设计、有限元分析、响应面函数拟合和内力优化。以一跨72m系杆拱桥为例,选取各个吊杆初始内力作为自变量,系梁、拱肋的关键截面弯矩以及系梁关键截面位移和结构应变能作为因变量;采用Box-Behnken试验设计方法进行样本点试验设计,采用显式响应面函数拟合结构静力响应值与吊杆内力间复杂的隐式关系。确定目标函数和多约束条件,采用优化软件对多约束条件下的吊杆内力进行优化分析,给出了成桥在多约束条件下的吊杆最优初内力。研究结果表明：该方法可以很好地对系杆拱桥吊杆初内力进行优化,为系杆拱桥的设计和施工控制提供指导。     

怎样设计组合式系杆拱桥

组合式系杆拱桥是指跨中局部范围布置单榀拱肋、其余两侧采用双榀成提篮式,或在满足建筑限界要求范围内设平行式的拱桥,其二榀间一般采用框架式联结系.对于中承式系杆拱桥,桥面以下设置K式桁架联结系.为了改善拱肋面外稳定性,一般采用斜吊杆以及设置边跨系梁;或者采用中承式,以降低拱肋面外失稳时的屈曲系数,从而提高上述组合拱的跨越能...     

大跨度梁拱组合桥的梁轨相互作用设计参数研究

为了解梁轨相互作用设计参数对大跨度梁拱组合桥无缝线路的影响,以兰渝线广元段某(82.9+172+82.9)m梁拱组合桥为例,采用ANSYS软件建立了考虑拱肋-吊杆-主梁-桥墩-桩基-轨道梁轨系统一体化有限元模型,分析了拱肋与吊杆升温、纵向阻力模型、吊杆间距、桥墩高度、制动力率、风荷载等参数对钢轨纵向力的传递规律。结果表明:拱肋升温对钢轨应力的影响较大,计算钢轨伸缩力时,按梁体升温15℃考虑较为安全;梁拱组合桥的梁轨相互作用根据《铁路无缝线路设计规范》计算较为安全;钢轨制动力随固定墩高度的增加而增大,固定墩的墩顶水平力与其墩高基本呈线性递减关系;钢轨应力随吊杆间距的增大而增加;钢轨的最大制动拉、压应力和固定墩的墩顶水平力均与制动力率呈线性关系;风荷载作用下,钢轨应力可达5.8 MPa以上,风速较大区域需考虑风荷载对钢轨的影响。     

无横撑下承式系杆拱桥侧倾稳定临界荷载的一般公式

通过对系杆拱桥作用在拱肋上的荷载性质进行了分析,采用能量法推导出无横撑下承式系杆拱桥侧倾稳定临界荷载的一般公式。指出系杆拱桥侧倾稳定存在有2种临界荷载,即自重荷载直接作用的临界荷载和吊杆拉力等效薄膜力的临界荷载,并通过算例对自重荷载直接作用的临界荷载所提出的方法和有限元法进行了比较验证。     

不同吊杆布置形式下简支梁拱组合体系拱桥的影响线特性分析

简支梁拱组合体系拱桥是一种具有良好发展前景的大跨度桥梁形式之一。本通过数例计算。分析比较了不同吊杆布置形式下简支梁拱组合体系拱桥(系杆拱、兰格尔拱、洛泽拱以及尼尔森体系拱)的影响线特性，为吊杆合理布置形式的选择提供了参考。     

滁河特大桥吊杆张拉控制力计算

为了实现系杆拱桥吊索(或吊杆)力张拉的“一步到位”,避免后期的索力调整,针对滁河特大桥(尼尔森结构体系)的结构特点,以成桥状态下的吊杆力满足设计要求为目标,提出了优化数学模型及迭代算法实现过程,对吊杆张拉控制力进行了优化计算,给出了综合考虑成桥状态满足设计要求的吊杆张拉控制力,成功地进行了滁河特大桥施工过程控制.实践证明,采用优化的吊杆张拉控制力,能够满足该桥施工过程中拱肋、系梁的强度安全和稳定性要求,避免了吊杆多次张拉及调整方案.     

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.     

系杆拱桥结构缺陷对吊杆内力的影响分析

为研究系杆拱桥在结构缺陷及损伤状态下系杆内力的重分布情况,建立有限元分析模型对由拱肋线形缺陷、吊杆线形缺陷以及吊杆失效引起的吊杆力变化进行计算分析。结果表明:吊杆力对拱肋竖向缺陷更为敏感;吊杆线形缺陷对短吊杆的影响更为显著;单吊杆失效将显著改变临近杆件的力学特性。     

傅山路云中河大桥力学性能分析

采用MIDAS/Civil有限元软件建立傅山路云中河大桥—5跨下承式复式钢箱系杆拱梁组合桥的空间有限元计算模型,分2种工况计算该桥在永久作用效应和永久作用效应十可变作用效应下的桥梁力学性能,计算结果表明:该下承式复式钢箱系杆拱梁组合桥的主梁最大压应力值为-14 MPa,拱肋最大压应力值为-148 MPa,均小于材料的设计抗压强度;吊杆安全系数最小值为3.1,满足桥梁规范关于吊杆最小安全系数不得小于2.5的规定,具有较大的安全储备;该桥梁在汽车荷载作用下位移满足桥梁设计规范关于正常使用极限状态下的变形要求;并采用Lanczos法对该桥进行动力特性分析.计算结果已为该拱桥的设计复核提供了参考.     

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。     

钢管混凝土拱梁组合桥设计安全性研究

以一座钢管混凝土拱梁组合桥为背景工程,基于荷载试验建立基准有限元模型,对钢管混凝土拱肋与吊杆等构件设计安全性开展分析。研究结果表明:荷载试验各工况下,结构响应测试值均小于理论计算值,拱梁组合桥具备足够承载力承受运营荷载作用;2本不同规范下钢管混凝土拱肋整体截面承载力存在差异,GB国标计算安全度大于JTG行标;在2根吊杆连续断裂情况下,拱梁组合桥依然保持安全性,其中以跨中同侧2根长吊杆连续断裂最为不利。     

福厦铁路钢箱系杆拱桥设计构思与研究

采用有限元方法,对钢系杆拱各种矢跨比、拱梁刚度比、拱肋平面倾角、吊杆及其他主要杆件截面形式、主桁中心距、横向连接、桥面形式等进行计算,得出不同结构参数下的钢系杆拱的优缺点,提出了适合于福厦铁路实际情况的合理结构形式和设计参数。