连续刚构桥墩计算长度系数的确定方法

桥墩属于偏心受压构件,对于长细比超过17.5的构件,截面内力应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心距的影响,应按照规范的规定进行考虑,其中主要影响因素是计算长度.鉴于规范给定的计算长度取值均是针对理想的边界条件,而实际桥梁构件的边界条件很难理想化为固结、铰接或自由等.通过结构整体稳定分析得到构件临界荷载,由欧拉公式反推桥墩计算长度系数,从而得到更接近结构实际情况的数值,对于同类桥梁的设计具有一定的指导意义.     

中承式系杆拱桥结构优化设计

以邓家窑大桥为背景,研究小边跨、边跨仅有桥面系压重、依靠系杆力克服拱脚水平推力的三跨中承式系杆拱桥的桥型及结构参数的优化。优化后的桥型按部分推力拱设计,系杆力只平衡大部分恒载引起的水平推力;拱肋采用混凝土和钢箱的混合结构;边拱、刚性纵梁和主拱拱脚段组成一个三角刚架,整体承担系杆力。对拱肋内倾角、矢跨比、拱轴系数、系杆力和基础形式等结构参数进行研究,结果表明,拱轴系数对拱脚水平推力的影响很小;系杆力是克服拱脚水平推力的最有效方式,通过技术和经济两方面比较,最终选定4排桩+15 000 kN系杆力的基础形式与系杆力最优组合形式。     

基于拱肋截面承载力的拱轴系数优化探讨

为改善拱桥拱轴系数的优化效果，提出一种基于压弯构件截面承载力的拱轴系数优化方法。先采用P-M曲线、弯矩和轴力计算各个拱肋截面的加载率，后通过优化拱肋截面加载率达到最小值来获取最优拱轴系数，由此建立了一种新的拱轴系数优化方法，并以某上承式钢筋混凝土拱桥为例，采用该方法优化拱轴系数。计算及应用结果表明：1)空腹式拱桥的恒载分布较均匀，其拱轴系数一般不超过2;2)拱圈的矢高越大，拱肋的轴力越小；3)以拱肋截面的加载率优化拱轴系数，考虑了轴力和弯矩的共同作用。     

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.     

小矢跨比上承式混凝土连拱拱桥设计方案优化

井田大桥为74m+128m+74 m小矢跨比上承式钢筋混凝土三孔连拱拱桥,采用Midas/Civil软件建立全桥三维有限元模型分析结构在全施工过程中的受力状态,探寻小矢跨比连拱拱桥的合理成拱方案,优化主拱拱圈的拱轴系数与局部构造.结果 表明,缆索拼接方案的拼接界面不能满足小矢跨比拱桥的弯矩需求,挂篮悬浇方案则可以保证结构的整体性、安全性及美观性;增加拱轴系数能减小拱脚负弯矩,增加拱顶正弯矩,对L/4截面的弯矩影响不显著,综合平衡全拱圈正负弯矩,井田大桥主拱圈拱轴系数取2.6;优化拱圈截面形式后,主拱圈最大压应力处于相对均衡水平,且拱顶负弯矩大幅降低,使全桥内力分布更为合理.     

内外拱式钢箱系杆提篮拱桥动力特性分析

该文以内外拱式钢箱系杆提篮拱桥为研究对象,通过现场模态试验验证有限元模型的可靠性。调整拱肋矢跨比、内倾角、风撑布置等设计参数,研究相关参数对此类桥型动力特性的影响。分析结果表明:内外拱式钢箱提篮拱桥外拱矢跨比为1/4~1/5,内拱内倾角为10°~15°,内拱拱顶增设1~3道风撑时,全桥具有较好的动力特性。     

自锚式悬索桥主塔稳定计算方法及影响因素分析

自锚式悬索桥力学特性与传统地锚式悬索桥有所区别。该文分析了稳定计算原理,并以西宁市海湖新区文汇路跨湟水河大桥为例,将主塔稳定计算放在全桥总体模型中进行,考虑了全桥其他构件对主塔刚度的影响,分别针对不同边界条件计算主塔稳定临界力。结果表明:主梁纵向约束条件对自锚式悬索桥的主塔稳定计算影响较大,当塔梁之间设置纵向约束时,主塔稳定临界力相比纵向滑动体系提高较多。塔梁之间的转动约束对主塔稳定影响相对较小。     

杨林塘大桥拱梁组合体系技术特点

拱是一种优美的桥型,该文介绍的杨林塘大桥,就是一种拱肋采用平行缀板鱼腹式变截面桁架、主梁采用变截面箱梁的拱梁组合体系。经过边中跨比例分析,最终选用了0.4作为合理的边中跨比。通过分析单箱双室箱梁的受力行为,揭示了多舱式箱梁轴向受力时各腹板轴力传递的规律。在研究变截面桁架拱肋的轴向力分配时发现,因空间轴向长度导致的几何刚度差异对拱肋间轴力均匀分配影响很小。为改善拱脚受力,设计时对拱脚混凝土施加了两个方向的预应力。     

轴心受压构件合理长细比理论及确定方法

在进行轴心受压构件设计时,截面面积一般都通过规范公式进行迭代求解获得。但是迭代法因需反复计算而显繁琐。为解决这一问题,本文通过引入表示构件截面特性参数.使之与构件长细比关联,并与现行规范验算公式联解而直接计算构件的合理长细比。这种方法克服了反复迭代的麻烦,在进行轴心受压构件截面设计时无须假设长细比反复试算,可根据设计已知量直接计算截面尺寸。文中提出方法的理论意义在于,它将轴心受压构件稳定性设计问题由传统的验算过程转变为直接求解过程,对于构件设计具有实用意义。     

拱式拱上结构钢筋混凝土拱桥极限承载力分析

本文在现有文献资料的基础上进行理论分析和试验研究，将拱式拱上结构钢筋混凝土拱桥平面内承载力分析化为框架问题，考虑几何材料非线性及塑性较的形成，对短期静力荷载作用下影响极限承载力的各主要因素进行了分析。分析表明：大跨长拱桥极限承载力受拱上结构控制，拱上结构验算应考虑主拱变形的影响；小跨径拱桥联合作用显著，应考虑拱上结构对承载力的提高。考虑联合作用可以平衡拱上结构和主拱圈之间的安全度，使主拱圈最省。本文的分析成果可供新建拱桥设计和已建拱桥承载力评定参考。     

考虑初应力的哑铃型钢管混凝土拱肋极限承载力统一解

为了研究钢管初应力对钢管混凝土拱肋极限承载力的影响,针对实际工程中普遍采用的哑铃型钢管混凝土拱肋,考虑中间主应力、材料拉压比、初应力、初始缺陷、矢跨比和长细比等因素的影响,采用统一强度理论和修正的等效梁柱法,推导出一个新的初应力影响系数的计算公式,并建立其极限承载力的统一解。应用提出的计算公式分别对有、无初应力的哑铃型钢管混凝土拱肋的极限承载力进行计算,并将无初应力拱肋的计算结果与相关文献的试验结果及计算结果进行对比。分析结果表明：所提出的计算公式具有较好的精确度,验证了该计算方法的可行性;研究结果可为工程应用提供参考。     

三种拱式体系的性能比较

以3种上承式拱式体系为研究对象,按照结构体系概念,考察边界约束条件对不同拱式体系的影响。对有推力体系、部分有推力体系以及无推力体系进行了性能比较：采用解析法求出了主拱内力表达式并用有限元法验证其正确性,利用该公式分析了这3种体系主拱在恒载、温度荷载作用下的水平推力、弯矩、轴力响应及矢跨比参数分析;并采用有限元方法对比研究了3种体系的活载响应、结构刚度及静力稳定性;对这3种体系在不同地质条件下的适应性进行了分析。     

大跨径无铰拱桥拱肋温差变位估算

为分析整体温差对大跨径无铰拱桥拱肋各控制断面变位的影响,通过对大跨径拱桥拱肋参数的取值范围统计结果,建立不同拱肋参数影响分析的有限元模型,分析了同一条件下矢跨比、跨径、拱轴系数、拱肋刚度等参数对拱肋温差变位的影响程度,提出了无铰拱桥拱肋各控制断面整体温差引起的竖向位移估算公式,并用实例模型和实测结果对估算公式进行了验证,保证规定条件下拱肋变位估算的准确性,为大跨度无铰拱桥拱肋温差变位定量分析提供了便捷的估算方法。     

大跨度悬索桥锚跨索股张力计算参数影响分析

为提高悬索桥锚跨索股张力控制精度,针对锚跨索股的构造特点,基于解析法推导了锚跨索股张力控制精度的一般表达式;结合大型通用有限元计算程序,建立了锚跨索股的两种不同的力学等效计算模型,分析了拉杆的边界条件、物理特性、长度比值等因素对锚跨索股张力计算结果的影响幅度及规律。研究结果表明:拉杆的边界条件对计算结果的影响较大,且拉杆边界条件的特性随索股内部张力的变化而变化,即边界条件由铰接状态向固结状态演变;拉杆弯曲刚度对锚跨索股张力计算结果的影响,主要是由连接拉杆的长度比值决定,当拉杆长度比值小于一定限值或索股应力处于某特定状态时,可将锚跨内的双连接拉杆简化为单连接拉杆进行分析,对应的计算结果仍具有较高精度。     

德余高速乌江特大桥主桥设计

德余高速乌江特大桥桥位处江面宽、岸坡陡,对(203+450+203) m组合梁斜拉桥和计算跨径475 m上承式钢管混凝土拱桥2个桥型方案进行比选,最终采用景观好、造价低、易养护的上承式钢管混凝土拱桥。主桥拱轴线采用悬链线,拱轴系数2.2,矢高90 m,矢跨比1/5.278。主拱圈由两幅拱肋组成,单幅拱肋为四肢等宽变高桁架结构,腹杆为钢箱和H形截面,竖腹杆与拱轴线中心径向布置。拱上立柱为钢箱截面,与拱肋、桥面系钢梁刚接。桥面系为槽形钢箱梁+粗骨料活性粉末混凝土桥面板的连续组合结构。拱座为梯形结构,采用扩大基础,交界墩采用变截面薄壁墩。采用斜拉扣挂、缆索吊装安装主拱节段、立柱单元及主梁构件。结构静力、稳定性计算及拱座受力验算均满足设计要求。     

基于能量法的成桥阶段高墩计算长度系数分析

高墩在成桥阶段墩顶边界条件介于铰接和固结之间,其计算长度系数往往难以取定。现通过构造成桥阶段高墩的形函数,利用能量法求解刚性地基高桥墩成桥阶段的失稳力临界力,又通过欧拉公式求得其计算长度系数,并结合算例采用有限方法和能量法进行计算,对比分析两者计算结果。结果表明:在计算高墩计算长度时,需计入墩顶非理想边界的影响。此外,所推能量法公式计算结果同有限元程序接近,具有较高精度,可供设计参考使用。     

香溪长江公路大桥主拱设计比选分析

香溪长江公路大桥主桥为计算跨径519m的中承式钢箱桁架无铰推力拱桥。在对主拱矢跨比、拱轴系数、拱脚桁高等关键参数和联结系型式进行比选后,确定该桥矢跨比为1/4;拱轴系数为2.0;拱肋拱顶桁高为12m、拱脚桁高为14m;桥面以下2片平行拱肋之间设K形纵向联结系,每个节间设桁架式横联;桥面以上上弦平面2片平行拱肋之间设菱形纵向联结系,每2个节间设桁架式横联。经施工全过程和成桥状态的稳定性分析、抗震性能分析、主拱极限承载力验算,选取的关键参数和结构型式满足受力要求。     

下承式3跨连续梁拱组合桥梁实用计算方法

通过引入坦拱、吊杆力相等、等效膜张力等假定,用力学方法推导了下承式3跨连续梁拱组合桥梁拱肋荷载分担比、主梁跨中挠度、拱肋跨中挠度的计算公式.通过改变结构参数,建立了多个桥梁模型,并将各模型下公式计算结果与有限元计算结果进行对比,验证了计算公式的正确性.为了使二者的计算结果更加接近,通过误差分析,对公式进行了修正.拱肋荷...     

双潭大桥——一座钢筋混凝土拱桥设计

结合双潭大桥--空腹式钢筋混凝土无铰拱桥的设计,分析了拱轴系数和拱上建筑施工顺序对拱桥内力的影响.结果表明,"五点重合法"确定的拱轴系数和最优的拱轴系数有偏差,恒载占总荷载效应的比重越小越明显,设计时采用的拱轴系数比"五点重合法"确定的拱轴系数大;确定合理的施工加载顺序,可有效地改善施工过程中主拱受力.     

集中荷载作用弹性约束圆弧拱的面内屈曲特性

研究了跨中在集中荷载作用下的两端采用不同径向、轴向弹性约束的圆弧拱的面内稳定性。利用拱结构的变形几何关系和能量变分原理推导了圆弧拱考虑外部集中力、弹性约束边界时的非线性平衡方程,建立了外荷载、结构内力、径向位移三者之间的对应关系,通过定义拱的深浅参数和约束刚度参数对屈曲过程中的荷载-内力、荷载-位移曲线进行了分析,通过屈曲分析进而得到圆弧拱发生失稳时的临界荷载。结果表明:本文方法所得屈曲路径、屈曲荷载与有限元法所得结论吻合良好;另一方面,对集中荷载作用下圆弧拱采用不同径向、轴向弹性约束刚度和结构的深浅程度等结构参数时的屈曲路径、临界荷载进行了分析,结果表明约束刚度和深浅参数对面内稳定性影响显著。