立式预制混凝土拱肋施工期温度及收缩裂缝问题研究

以某系杆拱桥施工过程中立式预制混凝土拱肋开裂的工程实例为背景,采用理论计算分析,推导了混凝土拱肋温度及收缩应力计算公式,分析了混凝土拱肋在施工期应力变化情况,同时也采用有限元软件建立混凝土拱肋的有限元模型,并将有限元计算结果与理论计算结果进行了对比。研究表明,拱肋受到胎膜的连续约束,在季节性温差及混凝土自身收缩作用下的温度及收缩应力是导致拱肋开裂的主要原因。研究结论对混凝土桥梁预制构件的裂缝防治有一定的意义,同时本文的计算方法可以适用于其他类似结构施工期的开裂分析。     

某异形拱桥拱肋落架过程控制分析

本文以某异形拱桥为研究背景,该桥采用满堂支架法在主梁上进行拱肋浇筑。为保证拱肋落架过程中结构安全及桥梁内力和变形符合设计要求,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL进行拱肋落架过程模拟,根据计算结果制定最佳落架方案。落架过程中对重要控制截面应力及变形进行实时监控,及时将监测数据与理论计算数据对比分析,控制截面应变及挠度实测数据与理论计算吻合较好,说明通过理论计算优化的落架方案很好的控制了整个落架过程,落架过程控制分析对实际施工具有指导意义,确保了异形拱桥拱肋落架阶段桥梁的安全性。     

收缩徐变对中承式系杆拱桥拱肋力学性能影响分析

为研究中承式系杆拱桥在成桥后不同龄期内,混凝土收缩徐变对拱肋各控制截面内力、变形和应力的影响,以黎明大桥为例,通过Midas Civil有限元软件建立桥梁模型,分析不同龄期下拱肋内力、变形和应力。研究结果表明：随着龄期逐渐增大,各控制截面内力和变形的变化幅度相比于应力变化幅度较大,成桥后龄期两年及以上混凝土收缩徐变对拱肋产生的影响逐渐趋于平稳,并随计算时间终止而终止。     

沥青铺装层厚度对连续刚构桥主梁温度梯度应力的影响

通过对连续刚构桥梁常用的2种沥青混凝土铺装层结构分析得知,沥青铺装层厚度是影响梯度温度效应的最重要因素.对连续刚构桥主梁梯度温度应力计算公式进行分析,得到梯度温度应力不随梁高发生显著变化的初步原因,并依托重庆渝宜高速公路2座桥梁的分析结果予以证实.根据实例分析和比较发现,沥青厚度变化导致的竖向日照温差对梁顶应力影响较大...     

PC连续梁桥悬臂现浇施工控制温度效应研究

由于温度对混凝土箱梁结构的受力和变形产生一定影响,有必要对施工控制中温度效应展开针对性研究,以防止大跨度PC连续梁桥在悬臂现浇过程中桥梁结构的实际状态偏离预期。文章以宿扬高速公路白塔河桥为工程背景,以Midas Civil软件建立的有限元模型作为研究基础。在总结以往箱梁结构温度分布形式的基础上,将温度影响划分为体系温差和梯度温差两种形式,介绍了温度荷载在混凝土内部产生两种温差应力的机理,然后分析两种温差作用对施工阶段在桥梁线形和应力方面的影响,为桥梁施工控制中考虑温度效应提供理论依据和参考建议。     

高速铁路系杆拱桥先拱后梁施工仿真与监测

以京沪高铁青阳港系杆拱桥为研究对象,通过有限元仿真分析及现场监测,计算了高速铁路先拱后梁系杆拱桥不同施工工序下拱肋、吊杆的应力、应变,分析了施工过程中拱肋、吊索的变化规律及施工控制要点。计算结果表明：有限元模拟得出拱肋最大变形为37mm,拱肋压应力最大值出现在系梁合拢后临时固结解除前;拱肋各点标高的实际测量值和理论计算值的变化规律完全一致,测量值和理论值的差值均不大于10mm;主拱架各点所受压应力比较均匀,均小于80MPa。可见,采用整体抬吊拱肋及先拱后梁的施工方法可行。     

濠江一桥下承式钢箱系杆拱桥上吊点局部受力分析

文中采用大型通用有限元软件ANSYS对濠江一桥两种典型上吊点锚固结构进行局部计算分析,了解不同形式的吊杆锚固结构的受力机理以及特性,发现当内横隔板与拱肋顶部未连接形成一个整体的情况下,拱顶横隔板应力虽出现突变但是满足要求。为该类桥梁拱肋空间受限时,横隔板设置形式提供一个新思路。     

基于温度影响的钢管混凝土脱空机理分析

在简要介绍钢管混凝土拱桥脱空现状的基础上,分析不同来源的温差对钢管混凝土交界面的纵向拉应力和径向拉应力的影响。结果表明:在拱肋纵向,水化热引起的温差和日光、大气温度变化引起的温差都会引起交界面中的钢管和混凝土发生相对滑移;在拱肋径向,日光、大气温度变化引起的温差会导致混凝土发生脱空。     

主跨320 m劲性骨架拱桥拱肋外包混凝土施工阶段监控

以官盛渠江特大桥为背景,根据拱肋外包混凝土施工过程中各施工阶段产生的外包混凝土体内应力和拱肋变形,分析实测数据和理论数据的差异,找出差异产生的原因,确保最终成桥应力、线形满足设计要求,并对做好施工阶段的监控提出改进建议。研究结果对该桥的外包混凝土施工具有指导意义,可为同类桥梁施工监控提供参考。     

大跨度连续梁拱组合桥梁吊杆应力分析

大跨度连续梁拱组合桥梁具有走行性好、方便维护、结构变形小、抗疲劳性能强等一系列优点,在我国公路桥梁建设中得到了广泛应用。以某公路大跨度连续梁拱组合桥梁为例,分析了桥梁吊杆的应力分布。首先介绍了大跨度连续梁拱组合桥梁的特点和研究现状,随后确定了局部模型的分析方法和边界的处理情况,最后建立了分析模型。利用ANSYS有限元法对该桥梁吊杆模型进行应力分析,得到了其应力分布情况,找出了运行中危险工况下的应力分布规律以及影响因素,提出了改进该桥梁结构的措施,可为大跨度连续梁拱组合桥梁设计提供有益的参考。     

简述无推力拱桥中的变形观测方法

介绍道路工程中的无推力下承式带系杆钢管混凝土拱跨结构桥梁施工过程中变形观测的内容及方法,着重介绍了拱脚、拱肋的观测方法。     

128m提篮式系杆拱桥施工监控技术

对京沪高速铁路128 m跨下承式系杆拱桥的施工监控内容进行了阐述,介绍了具体的监控方法,监测表明系梁、拱肋应力、吊杆内力以及各个工况中拱肋与系梁的变形实测结果与理论计算值基本相符。128m提篮式系杆拱桥的线形以及应力控制是比较成功的,可为同类桥梁的施工监控提供参考。     

哈大高速铁路钢箱叠合拱桥拱脚局部应力分析

对我国高速铁路上的第一座大跨钢箱叠合拱桥哈大高速铁路138 m新开河桥进行了拱脚结构局部应力分析.根据圣维南原理,运用ANSYS有限元计算软件,利用壳单元和梁单元建立了精细的系梁-拱肋-吊杆-横梁的空间计算模型,根据结构的实际情况模拟边界及荷载,对桥梁结构在恒载及客运专线活载作用下拱脚位置的应力分布情况进行了分析.计算结果表明：新开河桥拱脚的支座顶板部位和钢箱系梁变截面位置的应力较大,虽然未出现超过材料屈服应力的现象,但是为了保证桥梁使用的安全,在设计和施工中应加以重视.     

大跨度拱桥缆索吊装施工过程中拱肋受力分析

探讨了大跨度拱桥缆索吊装施工过程中拱肋的受力计算,以某大跨度拱桥缆索吊装施工过程为例,采用大型有限元软件ANSYS对施工过程进行仿真分析,得出拱肋的内力及变形规律,重点讨论了每段拱肋安装并进行扣索索力调整后以及合拢后,拱肋的应力和变形情况,并指出施工过程中应该注意的问题。     

单肋斜撑钢管混凝土拱桥动力特性分析

单肋斜撑钢管混凝土拱桥是近年来出现的一种新型桥梁,以广梧高速双凤至平台段K111＋495跨线桥为例,采用ANSYS有限元软件,对该桥的振动频率及振型进行了分析,讨论了拱肋抗压、抗弯刚度对其动力特性的影响,并就行人舒适性问题进行了探讨．结果表明：该桥面外刚度相对较小,在桥梁振动中首先出现拱肋面外对称侧弯,桥梁前10阶振型中有4阶为拱肋的面外振动;桥梁拱肋面外自振基频小于桥梁整体竖向自振基频,说明桥梁拱肋面外刚度与全桥竖向刚度相差较大;桥梁的扭转频率出现在第5阶,说明结构的抗扭刚度较大,容易满足刚度要求;改变拱肋抗压刚度对于桥梁各阶振型频率影响极小,而改变拱肋抗弯刚度则对各阶振型频率有一定的影响;但拱肋抗弯、抗压刚度的变化均不会影响该桥的振型;本桥的一阶竖向频率为2．111Hz,舒适性指标不满足国际上CEB（1993）,SIA（1989）,“立体横断施设技术基准·同解说”（1979）,对行人舒适性有一定的影响,值得注意．     

岩溶地区水库库底封堵新型坝体应力分析

为适应岩溶地区地形地貌条件,提出水库库底拱结构封堵的新型坝体形式,有必要对对新型坝体结构形式进行优化设计。采用三维有限元分析方法,研究了拱顶角度、拱端厚度及封拱温度等不同因素条件下的拱体在正常蓄水位、淤沙荷载和温度应力作用下的应力变形。结果表明:拱体拉应力区域主要分布于长轴两端,适当增加拱端厚度有利于减小拉应力;通过适当增大拱顶角度可以改善拱体的受力情况,且随角度增加,拱体最大拉应力和压应力先减小后增大,在53.27°～60°范围内可取得最优拱顶角;拱结构拉应力随着封拱温度的增加而增加,建议按照9℃设计封拱施工。     

吊杆断裂对钢桁架拱桥结构静力影响分析

以某城市中承式钢桁架拱桥为例,运用Midas/Civil软件建立桥梁仿真模型,针对不同吊杆断裂情形下钢桁架拱桥进行静力数值分析,得出以下结论:(1)在吊杆断裂情形下拱肋结构的内力及应力仅靠近断裂区域受到较大影响;(2)吊杆断裂能明显影响主梁结构的跨中挠度,但对拱肋跨中挠度影响不明显;(3)吊杆断裂能够引起主梁弯矩及应力与相邻两根吊杆应力产生明显影响,故桥梁运营期更换吊索时应对全部吊杆增设临时吊索,并且需注意相邻两根吊杆的应力情况。     

混凝土灌注过程中钢管拱受力状况分析及改善

在钢管混凝土系杆拱桥的施工过程中,拱肋混凝土灌注是一项关键工序.但在混凝土灌注过程中,由于整个钢管拱受力不均,会使钢管拱局部应力或变形过大.以一座钢管混凝土系杆拱桥——琼海九曲江大桥为例,研究拱肋混凝土灌注过程中钢管拱的受力变形,通过张拉关键吊杆改善钢管拱的受力状况,有效地减少了钢管拱的局部应力和变形,取得了较好的效果.     

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.     

钢管坦拱桥拱上建筑联合作用分析

矢跨比小与1/5的拱桥通常称之为坦拱桥,该类拱桥的受力模式兼具梁桥受弯以及拱桥受压的特点。以一座钢管坦拱桥为工程背景,建立了有限元模型,对不同的加载模式下拱上建筑的联合作用进行了数值分析。结果表明:跨中部分拱上建筑的联合作用非常明显,其显著降低了未灌注混凝土拱肋部分的应力水平及挠度;在拱脚附近的拱上建筑联合作用较弱,仅对拱脚附近的拱肋应力水平有部分改善。该钢管坦拱桥结构受力合理,可为同类桥梁的设计提供借鉴和参考。