加设钢管桁架纵梁改造中承式拱桥悬挂桥道系的应用研究

既有的大量钢管混凝土中下承式拱桥的悬吊桥道系,以横梁为主结构,横梁之间缺乏有效的纵向联系,整体性较差,在车辆作用下的变形和振动较大,抗风险能力也较差.其加固改造是一个重要的课题.以石潭溪大桥为例,对采用吊杆横梁间加设钢管桁架加劲纵梁的加固改造方案,从静力性能、动力性能等方面进行了分析,提出了加固改造的技术方案,对加固改造后的桥梁进行了静动载试验.研究结果表明,对于早期修建的无加劲纵梁的中下承式钢管混凝土拱桥的悬挂桥道系,加设钢管桁架纵梁是一种可行有效的加固改造方案,能有效改善桥道系的车振性能、提高其抗风险能力,且施工简单、造价经济、对交通影响小.     

拱桥在役损伤吊杆破断安全性研究

吊杆是中下承式拱桥最重要的受力构件,易遭受腐蚀损伤和疲劳累积损伤,极限情况下甚至发生突然破断,威胁结构安全。该文以一座服役16年的中承式拱桥为例,通过在横梁之间加设加劲钢管纵梁,加强结构纵桥向的联系,研究平行钢丝吊杆存在劣化损伤时的桥梁承载能力。同时模拟吊杆突然破断,以吊杆损伤程度为参数,研究吊杆破断对结构动力放大系数DAF和结构需求能力比DCR值的影响,评估吊杆发生连锁破断的风险。     

基于强度和延性的钢管混凝土拱桥抗震性能评估方法

为评估并量化钢管混凝土(CFST)拱桥的抗震性能,提出了基于强度和延性的抗震性能评估方法.首先通过有限元分别计算CFST拱桥各构件(弦杆、腹杆、吊杆、横向联系、吊杆横梁和桥面纵梁)在重力代表值和小地震(0.05g)作用下的内力,然后根据各构件的破坏模式计算其极限承载力、延性比和地震作用折减系数,最后通过屈服地面运动加速...     

桥面支撑法拱桥吊杆更换关键技术研究

为提升拱桥吊杆更换技术,准确计算更换过程中各吊杆受力,以西安广运大桥为例,运用桥面支撑法更换拱桥吊杆,基于Midas Civil软件对该拱桥吊杆更换各阶段受力进行模拟验算。结果表明,该方法能保证桥面不出现过大变形,吊杆承载力安全系数在规范要求范围内,可供其他同类型的拱桥吊杆更换参考。     

钢管拱桥主梁施工顺序对主拱稳定性影响的分析

本文通过对大跨度中承式钢管混凝土桁式拱桥——南宁永和大桥施工稳定性研究,在分别考虑线弹性和几何非线性及材料非线性的情况下,分析了吊杆横梁及桥面纵梁安装施工的不同阶段拱圈稳定性变化。研究中将非线性稳定分析结果与线弹性稳定分析结果进行比较,并结合其他研究人员的研究成果进行分析,发现非线性对钢管混凝土拱桥稳定性的影响与拱桥的跨度、加载的方式等因素有关。     

金口河区大渡河大桥桥面结构体系加固改造技术

金口河大渡河大桥是主跨为175 m中承式钢管混凝土悬链线拱桥,桥面结构体系由混凝土横梁和T型桥面板组成,由于桥面结构和吊杆的破坏使桥面存在整体坍塌的安全隐患,须对该桥桥面结构体系进行加固改造。加固前采用结构验算方法评估该桥结构状态,针对病害提出具体加固设计,并对设计后的结构进行结构验算。通过加固改造以后,计算结果表明,车行道桥面板和新增钢纵梁均满足要求,桥面结构体系的竖向基频提高约12%,横桥向基频提高约18%,大桥桥面结构体系静力性能和动力性能均得到明显改善。     

中承式钢管混凝土拱桥新增吊杆法加固技术研究

吊杆是中承式钢管混凝土拱桥重要的组成部分和受力构件,其可靠程度直接影响结构的使用性和安全性。由于在运营过程中长期受到自然条件和人为因素的影响,拱桥吊杆出现了不同程度的损伤,使其加固工作备受关注。针对更换吊杆法普遍存在的破坏结构局部受力的问题,介绍了一种主动加固吊杆的方法——新增吊杆法。并以玉带桥吊杆加固为工程背景,介绍了新增吊杆的布置及构造,对全桥进行三维数值仿真分析,比较了吊杆加固前后拱肋内力、吊杆内力和拱桥稳定性的变化情况,并通过施工过程控制对新增吊杆内力和桥面线形进行监控。结果表明:新增吊杆法可大幅减小既有吊杆的应力水平,但对拱肋受力和拱桥稳定性影响不大;加固过程中新增吊杆拉力实测值与计算值符合较好,桥面高程变化最大未超过6mm,是一种安全、可行的吊杆加固方法。     

健跳大桥吊杆更换方案比选分析研究

随着国内大量吊杆拱桥服役时间接近吊杆更换年限,多数拱桥需进行吊杆更换施工。本文以健跳大桥为例比选拱肋兜吊和桥面兜吊方案的优缺点,提出大跨径吊杆拱桥更换方案实施思路。     

南京大胜关长江大桥铁路钢桥面设计与研究

京沪高速铁路南京大胜关长江大桥为主跨336 m的连续钢桁拱桥,设计速度目标值300 km/h,铁路桥面需要较高的刚度和整体性.对纵横梁铁路桥面、正交异性板整体桥面进行分析、比较和论证,由于与主桁共同作用使纵横梁桥面的横梁产生较大的侧向弯矩,须设置伸缩纵梁和桥面断缝,不利于高速铁路行车和维修养护,因此采用整体性和刚度更好的多横梁正交异性板整体钢桥面.试验研究表明,正交异性钢桥面板的整体受力和疲劳性能都满足规范要求.     

下承式组合体系拱桥合理跨径研究

根据吊杆力膜化理论,推导了下承式组合体系拱桥的近似计算公式。基于该公式,估算了组合桥面下承式组合体系拱桥材料用量,并从经济性出发提出了下承式组合结构拱桥的合理跨径范围。其成果对大跨径组合体系拱桥设计具有重要的指导意义。     

提篮拱桥吊杆更换施工技术研究

以某提篮拱桥的吊杆更换工程为背景,重点介绍了提篮拱桥吊杆更换的施工方法和工艺流程,评述了提篮拱桥的发展及特点,以及拱桥吊杆存在的问题,并列举了拱桥吊杆破坏的工程实例,为提篮拱桥吊杆更换施工提供了成功的经验,指出了拱桥吊杆更换设计施工中需解决的关键技术问题。     

飞燕式钢箱系杆拱桥吊杆疲劳性能影响因素研究

飞燕式系杆拱桥由于受力合理,造型优美,已成为应用广泛的桥型之一。吊杆作为拱桥桥面与拱肋之间的重要传力构件,极易发生疲劳破坏。以某飞燕式钢箱系杆拱桥为例,探究拱桥吊杆设计参数对吊杆疲劳受力特性的影响,结果表明,吊杆的最大应力和应力幅均会随着吊杆间距减小而降低,边吊杆距拱脚距离的减小和吊杆截面积的增大会明显改善边吊杆的疲劳受力特性,这一结论可供提高飞燕式钢箱系杆拱桥吊杆疲劳性能的设计参考。     

连续桥梁吊杆内力调整技术

对于连续桥面悬索桥或拱桥,任一吊杆内力变化都将引起整个结构的内力重分布,只有通过对结构进行有限元计算,并充分考虑张拉某根吊杆时对其他吊杆内力的影响,才能快捷有效地使各根吊杆内力达到设计内力要求。以某一钢箱梁拱桥结构为依托,利用结构有限元midas Civil软件建模计算,采用影响矩阵法计算施工张拉力以调整吊杆内力,工程实践表明,通过这种方法调整的吊杆内力和设计内力能很好地吻合,且调整周期短,可大大节省人力、物力。     

钢管砼拱桥吊杆调索分析与工程应用

钢管砼拱桥成桥、运营后,桥梁结构的内力、吊杆索力、桥面线形可能与设计产生较大偏差,为了确保大桥的长期运营安全、舒适,需要通过调索来加以改善。文中以某钢管砼拱桥为工程背菁,根据位移、内力双控制理论,对钢管砼拱桥吊杆调索技术进行了研究。     

某钢管混凝土拱桥吊杆更换设计与施工方法研究

上世纪90年代末,随着钢管混凝土拱桥设计、施工技术的不断成熟,国内先后修建了一大批具有代表性的钢管混凝土拱桥。由于钢管混凝土拱桥结构不同部位构件所处环境、受力特点和重要性的差异,其设计使用年限也存在差别。经过近20年的运营,部分拱桥的主拱肋或是吊杆均出现了不同程度的病害。针对吊杆部分,在设计使用年限即将到期前对其进行检测评估和更换,成为急待解决的问题。针对受损程度不显著的拱桥提出了一种桥面支撑法的设计及施工流程,并通过某受损拱桥的设计实例验证其可行性。     

孟庙至平顶山铁路钢管混凝土拱加劲连续梁桥设计

孟庙至平顶山铁路跨311国道特大桥主桥为(32+100+32)m钢管混凝土拱加劲连续梁桥,平面位于R=1 600m的曲线上。主梁为预应力混凝土双纵箱梁结构,纵梁间桥面结构采用纵、横梁体系格子梁,纵梁为单箱单室截面,沿纵向等宽、变高度;在100m主跨上方,对应于双纵梁设2道变高度钢管混凝土拱肋加劲,2道拱肋间采用空心钢管组成的3道横撑实现横向连接,每道拱肋由2根钢管组成,拱肋钢管及实腹段内填筑C50微膨胀混凝土;每道拱肋下设13组吊杆,每组吊杆的纵向间距为6m。采用有限元程序MIDAS建立主桥有限元模型,进行静、动力特性分析,采用ANSYS建立拱脚处空间实体模型对拱脚处局部应力进行分析,分析结果表明该桥各项静、动力特性均满足要求。     

基于结构振动的中承式拱桥吊杆损伤识别

吊杆是中、下承式拱桥的主要受力构件,其结构损伤影响桥梁的安全,因此,吊杆的损伤识别是结构健康监测的重要工作之一。本文以一座柔性桥面系中承式拱桥为对象建立了三维空间有限元模型并以锈蚀、断丝等引起的吊杆截面缺损作为损伤指标,通过数值模拟研究了结构振动特性与吊杆损伤之间的相关性。研究结果表明,模态曲率对结构损伤较为敏感,损伤识别的效果较好并在此基础上提出了综合运用结构自振频率变化、桥面结构模态曲率变化以及吊杆内力变化进行柔性桥面系中承式拱桥吊杆损伤识别的实用算法。     

温度对拱桥短吊杆应力的影响

既有拱桥健康检测结果表明,短吊杆是拱桥易损构件之一。该文主要研究温差荷载对拱桥短吊杆截面应力的影响。假定短吊杆两端与拱肋及桥面均为固结,首先通过吊杆表面温度实测数据得出吊杆沿周向温度分布规律,再根据径向温度梯度得出吊杆横截面温度分布模型。然后,根据温度分布模型探讨短吊杆局部温差应力的大小及分布规律。同时,结合整体温差荷载作用下吊杆截面应力的理论推导和参数分析,探讨了吊杆截面不均匀应力分布情况及应力增大系数的范围。     

某系杆拱桥吊杆锚固区钢结构受力分析

系杆拱桥吊杆锚固区应力分析在拱桥设计过程中是非常重要的节点,需要利用有限元分析软件在桥梁整体模型的基础上构建精度更高的局部模型进行分析。现以单跨125 m的简支下承式钢箱系杆拱桥为研究对象,利用大型通用有限元软件ANSYS,选取合适的荷载和边界条件,建立了吊杆在钢结构纵梁锚固区的局部模型,进行受力分析。计算结果显示,吊杆力通过各钢构件迅速扩散,吊杆锚固区整体刚度较大,板件有效应力和弹性稳定系数满足规范要求,吊杆锚固区构造设计安全、合理。     

重载保通需求下拱桥吊杆更换关键技术

当吊杆拱桥服役时间接近吊杆设计使用年限时常进行吊杆更换施工,但目前中国针对通行状态下更换拱桥吊杆的案例仍较为鲜见。考虑拱桥重载保通实际运行需求,探讨更换吊杆过程中主要工序优化,提出施工过程监测环境温度与车辆荷载影响等关键参数修正方法,以及短吊杆内力精确测量方法,并对重载保通需求下拱桥吊杆更换施工效果进行评估。结果表明：重载保通工况下拱桥吊杆更换施工的各项控制指标均满足设计及规范要求,所提出的技术方法可为同类型桥梁吊杆更换提供借鉴参考。