下承式拱桥合理拱轴线的解析解与计算方法

为了得到下承式拱桥合理拱轴线的解析解与计算方法,建立了恒载作用模式和合理拱轴线微分方程,得到合理拱轴线的解析解;在解析解的基础上,定义了主拱恒载占比系数,得到了基于矢跨比和主拱恒载占比系数的合理拱轴线快速求解计算方法;采用拱桥设计规范、工程案例与相关研究成果,验证了本文方法的可靠性。研究结果表明：下承式拱桥的恒载作用模式可等效为连续均布恒载+主拱恒载的形式,合理拱轴线为悬链线,相应的拱轴系数由矢跨比和主拱恒载占比系数共同决定;拟合出的不同矢跨比下的拱轴系数与主拱恒载占比系数的函数关系式为线性相关关系,决定系数大于0.99,说明拟合公式准确;工程中下承式拱桥矢跨比范围为1/3~1/8,相应的拱轴系数范围为1.000~1.792,常见的矢跨比范围为1/4~1/5,相应的拱轴系数范围为1.000~1.465,与工程案例中拱轴系数统计结果的吻合度较高,说明计算结果可靠;工程中常见主拱恒载占比系数范围为0.1~0.5,对应的拱轴系数范围为1.102~1.364,与拱桥设计规范中的取值范围接近,证明了规范取值的合理性;当主拱恒载占比系数小于0.5且矢跨比小于1/7,或主拱恒载占比系数小于0.1时,拱轴系数接近于1.000,即合理拱轴线可采用二次抛物线;利用查表法或简化公式法,可以快速求得合理拱轴线方程;与已有研究成果相比较,主拱截面弯矩、偏心距和偏心距平方和的偏差均在5%以内,证明了本文计算方法的正确性。     

浅谈采用midas civil进行上承式拱桥设计思路及适用方法

以贵州福泉市叠翠路洒金谷大桥为背景,介绍借助midas civil 2012等现代先进计算软件,对主拱圈拱轴系数的选取、活载增大系数的计算、以及结合规范进行后处理的简便适用的方法。     

叠合系杆拱桥主拱的内力分析

结合一钢管混凝土叠合系杆拱桥方案,考虑在汽车荷载、支座位移以及混凝土徐变发生的几种工况下,运用有限元程序对其主拱的内力、变形进行了计算与分析,并与相应的哑铃型拱进行比较.给出上、下拱肋为不同矢跨比情况下的主拱拱脚截面内力,当叠合拱桥的上、下拱肋矢跨比分别采用1/5、1/4与矢跨比为1/5的哑铃拱拱肋的内力和主梁及拱顶变形计算结果.经过分析比较,叠合拱较哑铃型拱从结构刚度、内力等方面均得到了较好的改善,使结构从受力方面更容易满足工程设计的需要.     

拱脚变位对覆土波纹钢板拱桥受力性能的影响

结合内蒙某实际桥梁参数,利用有限元软件建立了考虑土与波纹钢板相互作用的二维平面应变模型,通过对模型施加强制位移,计算分析了10种不同拱脚变位工况下结构的受力和变形的变化规律.拱脚发生水平位移时对结构受力性能的影响比拱脚发生竖向沉降时大,拱脚水平位移造成结构位移增大,拱圈应力由受压转为受拉;拱脚不均匀沉降对结构的影响较均匀沉降大;特别是拱脚同时发生不对称的竖向和水平位移使结构位移显著增加,拱圈两侧拉压应力数值都明显增大.拱脚变位还会造成拱脚反力变化,特别是不均匀拱脚变位时会出现反力方向变号.尽管覆土波纹钢板拱桥变形适应能力较强,但在设计和施工中也应采取措施,避免和减小基础的变位.     

万车拱桥的加固维修

万车双曲拱桥主拱圈和拱上建筑出现病害破坏,采取对主拱圈增加拱肋和按梁板体系重新实施拱上建筑的方式进行加固维修,效果较好。     

钢管混凝土拱桥拱肋刚度设计取值分析

为了解桁式钢管混凝土拱肋弦管设计刚度对拱桥受力性能计算结果的影响, 以一座钢管混凝土多肢桁式拱桥为实例, 建立了有限元模型, 进行了弦管截面设计刚度取值的参数分析, 在对已建钢管混凝土桁式拱桥的截面构成进行调查的基础上, 提出了桁式拱桥截面设计刚度取值建议, 即根据不同的计算要求, 混凝土截面刚度折减系数取1.0或0.4。分析结果显示, 按照该建议, 截面的内力计算值为实测值的1.2~1.5倍, 变形计算值为实测值的1.5~1.9倍。可见, 此取值建议可以保证桁式钢管混凝土拱桥的设计具有一定的安全储备。     

回填施工对覆土波纹钢板拱桥受力性能的影响

根据有限元软件和内蒙古某座拱桥参数,用beam3二维梁单元模拟波纹钢板,用plan42二维实体单元模拟回填土体,建立了考虑回填高度与拱圈相互作用的平面模型,计算了不同回填高度下的拱圈弯矩和轴力,分析了回填高度对拱圈应力和变形的影响.计算结果表明:在对称回填施工过程中,拱圈最大径向绝对位移约为0.9 mm,拱圈最大、最小...     

拱脚封铰时机对缆索吊装施工拱桥的受力影响分析

大跨径钢管混凝土拱桥[1]以其良好的跨越能力,在跨江河、跨峡谷地形桥梁中应用广泛,缆索吊装施工是该类桥型主要施工方法之一,且缆索吊装系统具有跨越能力大、水平和垂直运输机动灵活等优点。大跨径拱桥采用缆索吊装施工成败的关键点之一在于拱脚封铰时机的选择,即何时进行体系转换,该施工步骤直接关系到施工过程及成桥后结构的线形和内力。以某大跨径钢管混凝土拱桥为例,对5种封铰方案分别进行了介绍,同时借助空间有限元模型对拱肋吊装过程进行仿真分析,从控制施工过程中结构受力的角度得到了理想的封铰方案,分析方法可供类似工程借鉴。     

拱桥内力计算分析程序开发研究

以拱桥经典计算理论为基础,应用Visual Basic语言开发了一套专门用于普通上承式和中承式拱桥内力计算的分析程序。该程序包含了"85"规范和"04"规范两种荷载等级,可以开展拱轴系数优化、恒载、活载和附加内力计算,并自动完成荷载组合和承载力验算。通过算例结果表明,所开发的专用程序具有较高的计算精度,且操作方便,实用性强。     

缀板内填混凝土对哑铃型钢管混凝土拱桥受力的影响分析

哑铃型钢管混凝土拱桥具有良好的整体稳定性和变形刚度,但由于哑铃型截面的特殊结构,缀板处的受力较为复杂。文章以哑铃型钢管混凝土拱桥为工程背景,采用MIDAS/Civil有限元模型对其缀板内注混凝土和缀板内不浇注混凝土的2种浇注方式进行对比分析,结果表明,缀板内不浇注混凝土的方式满足施工、成桥的安全要求。     

钢筋混凝土箱形无铰拱拱轴线与拱上建筑优化研究

以240 m跨的斜拉悬浇拱桥贵州沙坨特大桥为工程背景,采用简支T梁和全桥不分联钢-混组合梁并根据结构参数确定拱轴系数并优化后进行有限元静力计算,分析拱上建筑轻型化与拱轴系数对桥梁结构的静力的影响,优化拱圏内力,向超大跨径发展提供一个有效途径。     

中承式钢管混凝土拱桥拱肋灌注方案设计及比选研究

以某中承式钢管混凝土拱桥工程为研究背景,运用Midas/civi软件建立拱桥有限元模型,针对三种不同混凝土灌注拱肋弦钢管方案展开了应力、稳定性及自振特性对比分析,得出以下结论:LC60混凝土灌注拱肋弦钢管的应力最小且稳定性最优,同时各振型阶次的频率及特征与其余两种混凝土基本无差异,故该拱桥灌注方案建议选用LC60混凝土;采取增设横撑、增大横撑刚度、改变混凝土弹性模量或密度的方式可有效提升拱桥结构的稳定性;混凝土弹性模量和密度对拱桥结构自振特性影响较小。     

徐变对哑铃型钢管混凝土拱桥受力的影响

运用组合梁单元法分析哑铃型钢管混凝土拱桥,可以很方便地获得上下弦钢管及缀板的内力,运用该法并结合按龄期调整的有效模量法,编制了有限元计算程序,采用逐步计算徐变的方法分析了徐变对某哑铃型钢管混凝土拱桥的影响,认为应考虑徐变对预拱度设置和混凝土内力重分布的影响。     

大跨度拱桥拱轴线优化研究

以一条初始的拱轴线形及某种特定的荷载工况为基础,建立有限元模型,根据拱轴线优化的基本原理,通过有限元程序的迭代计算,求得在特定荷载下拱圈上的各个离散点接近于压力线的坐标;再利用曲线拟合的方法得到可应用于实际工程的各次抛物线形,并从中选出最合理拱轴线。最后,给出了详细的工程算例,算例结果表明：文中所提出的算法较好地减少了拱轴线与压力线的偏差,改善了拱圈的受力状态。     

脱空对钢管混凝土拱桥受力的影响分析

脱空对钢管混凝土拱桥受力特性的影响与拱桥的脱空率、含钢率、桁高等参数有关。采用有限元分析方法对脱空状态下的钢管混凝土拱桥状态进行了具体分析,得到脱空对不同拱桥参数如刚度、稳定性及动力特性等的影响结果,为今后钢管混凝土拱桥的设计提供一定的理论参考。     

混凝土徐变对钢管拱桥受力性能的影响

为了解钢管拱桥结构核心混凝土的徐变特性及变化规律,以主跨为30m+80m+30m的某大桥为工程背景,通过对比选择最为适宜的徐变预测模型方程,并建立全桥有限元分析模型,对钢管拱桥核心混凝土进行精细化分析,通过分析该桥十年以内的混凝土徐变效应,分别对比了其核心混凝土和钢管应力变化,研究结果为该钢管拱桥设计、施工与养护等关键技术提供理论依据,为同类拱桥结构提供参考借鉴。     

拱上结构对拱桥横向稳定性的影响

本文采用能量法分析了拱上结构对拱的横向稳定性的影响，并给出了上承式拱的横向屈曲临界荷载计算式。     

刚架拱桥冲击系数探讨

钢筋混凝土刚架拱桥的冲击效应对其病害发展和安全性有重要影响,合理的认识和确定冲击系数是进行刚架拱桥病害成因分析及加固维修的重要前提。通过讨论我国不同时期桥梁设计规范对于刚架拱桥冲击系数计算方法的差异性,建立了空间有限元模型分析了典型刚架拱桥的动力特性,分别按照85和04规范的计算原则分析比较了其冲击系数的异同,结合刚架拱桥动载试验的实测数据分析了典型刚架拱桥实际冲击效应与规范计算结果的差别。分析表明,按照85规范计算出的主拱冲击系数与实测正常行车下的冲击效应较为接近,按照04规范计算的冲击系数能够偏保守的涵盖各种不同行车情况下实测冲击系数的分布。     

钢箱桁架上承式拱桥主拱合龙与拆索施工分析

以K大桥为背景,介绍了计算模型,从合龙施工准备工作、合龙方式、合龙方案的比选方面对主拱合龙施工进行了分析,进而对拆索成拱施工进行了探讨,最终确定了方案。