静力风荷载作用下大跨度钢拱桥极限承载力分析

随着拱桥跨径的不断增大,其非线性效应愈加显著,因此,等效静力风荷载作用下钢拱桥的极限承载力分析引起了广泛的关注。以主跨450 m 的广东省肇庆西江大桥为例,利用ANSYS 有限元软件研究结构极限承载力分析中的非线性效应、静风失稳风速以及等效静力风荷载作用下拱桥的极限承载力。结果表明:与几何非线性相比,材料非线性对拱桥极限承载力的影响较大;静力风荷载会对拱桥的活载稳定系数产生较大的影响。在风速较大区域设计建造大跨度钢拱桥时,应兼顾考虑几何非线性和材料非线性对拱桥极限承载力的影响。     

基于弹性补偿有限元法的拱桥极限分析

基于塑性极限荷载理论,提出了一种拱桥极限分析的新方法--基于弹性补偿有限元法的拱桥极限承载力分析方法,综合考虑拉压、剪力、弯矩和扭矩等内力作用,根据近似广义屈服准则,通过连续修改单元的弹性模量而引起应力重新分布, 以模拟拱桥结构体系的塑性失效行为.同时,编制了拱桥极限承载力计算程序,计算结果与模型拱桥的试验结果相比较,验证了方法所具有的较高的计算精度和计算效率.并且讨论了拱桥材料特性、截面几何尺寸和矢跨比等参数对拱桥极限承载力的影响.     

钢筋砼刚架拱桥考虑几何非线性的有限元分析

运用ANSYS进行钢筋砼刚架拱桥的非线性分析,探讨了单元特性以及有限元模型的建立,完成非线性分析.分析过程中综合考虑了结构几何非线性和材料非线性对极限承载力的影响.最后,探讨了不同荷载分布方式对结构极限承载力的影响.     

钢筋砼刚架拱桥考虑几何非线性的有限元分析

运用ANSYS进行钢筋砼刚架拱桥的非线性分析,探讨了单元特性以及有限元模型的建立,完成非线性分析.分析过程中综合考虑了结构几何非线性和材料非线性对极限承载力的影响.最后,探讨了不同荷载分布方式对结构极限承载力的影响.     

系杆拱桥极限承载力参数研究

极限承载力分析对于拱桥的设计具有十分重要的意义.理想线弹性结构的理论屈服强度通常采用特征值屈曲分析法得到,但结构材料非线性和几何非线性却使得结构通常无法达到其理论强度极值.因此,运用有限元分析程序ANSYS对系杆拱桥的极限承载力进行参数分析与比较,探讨两类稳定问题及相应的极限承载力求解方法,可为同类桥梁的设计提供参考和验证.     

上承式钢桁拱桥面内极限承载力分析

为研究大跨度上承式钢桁拱桥在面内荷载作用下的非线性结构行为及极限承载力的主要影响因素,采用纤维模型法推导了计算材料非线性梁单元刚度矩阵的公式和确定单元截面中性轴的方程,分析了某上承式大跨度钢桁拱桥加载全过程的塑性区发展和应力重分布情况,探讨了几何非线性、拱上建筑联合作用、施工方法、布载方式对钢桁拱桥极限承载力的影响。发现几何非线性与拱上建筑联合作用对拱肋最大应力的影响较小,影响程度不超过6%,布载方式与施工方法对大跨度钢桁拱桥的极限承载能力有较大影响。     

钢筋混凝土拱桥极限承载力的参数分析

采用空间有限元模型,研究了活荷载分布方式、拱圈混凝土的强度、拱圈面内的抗弯刚度、矢跨比和初始几何缺陷等参数对钢筋混凝土拱肋极限承载力的影响。研究结果表明:拱圈混凝土的强度、拱圈面内的抗弯刚度和矢跨比是决定大跨度钢筋混凝土拱桥极限承载力的3个关键设计参数;初始几何缺陷会降低结构的极限承载能力,但降低的程度很小,一般情况下可以忽略该参数的影响;矢跨比在一定范围内取值时,随着矢跨比的降低,钢筋混凝土拱桥的极限承载能力也随之减弱,且不同的矢跨比取值范围对极限承载力的影响程度不同。     

自锚式悬索桥与上承式拱桥组合体系桥梁稳定性研究

自锚式悬索桥与上承式拱桥组合体系桥梁具有结构体系新颖、造型美观等特点,但由于这种结构形式尚未修建过,对其结构稳定性能进行研究具有重要的工程意义。在详细阐述结构恒载状态分析和活载传递机理的基础上,采用通用有限元软件ANSYS,分6种荷载工况对某座主跨406 m的组合体系方案作线弹性稳定、几何非线性稳定及考虑几何材料双重非线性极限承载力的分析,并探讨了初始缺陷对极限承载力的影响。通过与同等跨度的上承式拱桥作对比分析,得出两种桥型在稳定性方面的异同。分析表明:两种结构体系的一阶线弹性屈曲失稳模态均表现为中跨拱梁结合段的横向侧弯;不同加载模式对结构整体稳定性和破坏模式有一定影响;准确分析极限承载力需同时考虑几何、材料双重非线性的影响;面外初始缺陷对组合体系的极限承载力不会产生较大影响。     

上承式钢管混凝土拱桥极限承载力及稳定性分析

本文总结了国内外学者在钢管混凝土拱桥稳定及极限承载力分析方面的研究成果,系统的阐述了钢管混凝土拱桥稳定及极限承载力的分析理论以及钢管混凝土材料的本构关系。在此基础上,以杭州千岛湖大桥主桥为工程背景,运用大型通用有限元软件ANSYS对该桥主桥进行了五种荷载工况下的特征值稳定分析、几何非线性稳定分析和双重非线性稳定分析;运用统一理论所阐述的钢管混凝土材料的本构关系,用增量和Newton Raphson迭代法详细分析大跨度钢管混凝土拱桥在不同加载方式作用下的极限承载力。     

外倾式非对称系杆拱桥总体结构计算分析

为研究外倾式拱桥稳定及极限承载力问题,以广州南沙蕉门河中心区车行桥为背景,采用MIDAS Civil有限元程序建立全桥有限元模型进行主桥总体结构计算,对该桥运营阶段的极限承载力以及弹塑性稳定状态下的稳定性进行分析。分析结果表明该桥各项指标均能满足规范要求,稳定性良好可靠。     

拱桥稳定性研究与发展

首先论述了拱桥稳定性的基本概念及分类,综述了拱桥稳定性研究的发展历史和现状,内容包括：拱桥的面内弹性屈曲,面外弹性屈曲,极限承载力,钢管混凝土拱桥稳定性研究等,特别分析了各种数值计算方法在拱结构稳定性分析中的应用,指出拱结构值得注意的研究方向。     

钢管混凝土肋拱的极限承载力分析

以一圆形钢管混凝土肋拱为研究对象,借助于大型通用有限元分析软件,考虑几何非线性和材料非线性的影响,对钢管混凝土拱桥进行极限承载力分析,得到了几点有用的结论,为钢管混凝土拱桥的理论研究提供参考。     

吊杆索力对拱桥成桥线形的影响规律研究

以某80m跨径的下承式系杆拱桥为依托,建立迈达斯Civil有限元模型,研究吊杆索力对拱桥成桥线形的影响规律,结果表明：承载力极限状态下桥面车道梁的变形整体呈现“跨中上翘、两端下挠”的趋势,剪力云图整体呈现规律的锯齿状;承载能力极限状态下主梁梁底应力呈现规则的“正负交替分布”,在主梁与吊杆连接处均承担压应力,主梁梁顶应力呈现规则的“正负交替分布”,在主梁与吊杆连接处均承担拉应力;承载力极限状态下拱肋轴力主要承担压力,沿着“拱脚～拱顶”的压力数值减小;随着拱桥索力的增加主梁变形峰值呈现减小趋势,随着拱桥索力的增加主梁变形峰值呈现增大的趋势。     

新月型钢管混凝土拱桥极限承载能力分析

为了研究结构参数对新月型钢管混凝土拱桥极限承载力的影响,基于考虑约束效应的核心混凝土本构关系,对新月型拱桥的极值点稳定问题进行了分析.首先通过特征值分析,获取对结构承载能力最不利的荷载工况;其次在该工况下考虑结构的几何非线性和材料非线性,采用Riks法迭代求解,得到结构的极限承载力和稳定安全系数;最后以石棉大渡河桥为工程背景,研究了主副拱肋夹角、钢管材料强度、核心混凝土强度、含钢率等结构参数对极限承载能力的影响.研究结果表明:新月拱的失稳形式为拱肋整体的横向失稳,结构的稳定性主要取决于恒载大小;考虑几何非线性后,极限承载能力下降3%,当初始缺陷从1%增加至10%时,极限承载能力下降1%,考虑材料非线性后,承载能力下降55%;含钢率增加至1.5倍时,稳定安全系数提高19.0%;核心混凝土强度从C50提高至C60时,稳定安全系数提高12.0%;钢材强度从Q345提高至Q420时,稳定安全系数提高9.6%;随主副拱肋夹角从10°变化至25°时,稳定安全系数降低5.9%.     

沥青路面极限承载力与寿命评估

不同等级的沥青路面,其极限承载力不同;同一路面结构在不同的寿命阶段,其极限承载力也不相同。根据提出的沥青路面极限承载力计算方法,对我国3种等级的典型沥青路面结构进行分析,探讨典型沥青路面极限承载力分析技术,最后介绍无损检测技术在沥青路面极限承载力中的应用。     

钢筋混凝土拱桥极限承载力的参数研究

采用压溃理论和三维仿真模型，分析了钢筋混凝土拱肋在几何非线性、材料非线性、几何缺陷以及混凝土压碎、开裂、骨料嵌锁等因素耦合作用下的极限承载力，以使它的确定更符合实际．重点研究了初始几何缺陷、截面形式、荷载形式和矢跨比等对钢筋混凝土拱肋极限承载力的影响．研究结果表明：混凝土材料的力学特性对大跨径钢筋混凝土拱桥的极限承载力有明显影响；大跨径钢筋混凝土拱肋的极限承载力随初始几何缺陷的增加按分段二次曲线规律减小，与拱肋长细比遵循三次曲线关系规律．     

大跨度斜拉桥极限承载力的参数研究

通过以一座大跨度斜拉桥作为计算模型,研究各种结构参数对斜拉桥极限承载力的影响,其研究表明。初始内力对斜拉桥极限承载力影响较大;在自重荷载作用下,斜拉桥极限承载力与结构的失效路径有关;几何非线性效应对斜拉桥极限承载力影响不大,斜拉桥达到极限承载力主要由材料非线性引起。     

大跨度钢筋混凝土箱拱极限承载力的复合非线性分析

基于大跨度箱形拱桥的几何非线性及材料非线性耦合分析方法,采用平面杆系对钢筋混凝土箱拱进行非线性有限元分析的方法,及编制的计算程序．对于大跨度钢筋混凝土箱拱极限承载力的复合非线性分析有所助益。     

圬工拱桥承载力可靠度分析

针对拱式桥结构体系中的主要受力构件 拱肋进行分析,借鉴拱桥设计中的"五点重合法"确定研究截面,并对该截面进行不利布载.对每一种荷载布置型式,采用荷载增量法进行拱桥结构失效模式的寻找和截面抗力的计算.给出其承载力可靠度功能函数,推导功能函数中结构抗力和作用效应概率模型,并利用改进的一次二阶矩法计算圬工拱桥承载力可靠度指标评估值.最后给出实桥验证算例.     

基于统一理论的蝶形拱桥空间稳定性分析

为考察多拱肋蝶形拱桥结构的稳定性,基于考虑钢管套箍作用的统一理论,对大跨度蝶形钢管混凝土拱桥的2类稳定问题进行了分析.通过计算特征值,得到了结构的第一类稳定安全系数;考虑结构的几何非线性和材料非线性,用荷载增量法迭代求解,得到了结构的极限承载力和第二类稳定安全系数.以太原市南中环主桥为工程背景,对该桥各施工阶段和成桥阶段的空间稳定性进行了分析.结果表明:用换算截面法和叠合单元法获得的稳定安全系数比用统一理论法获得的整体上略小,用统一理论法分析钢管混凝土拱桥的稳定性是可行的;蝶形拱桥的失稳形式以拱的面外扭转失稳为主;拱肋的初始缺陷、活载分布形式和横向风荷载等对结构稳定性均有不同程度的影响;结构的第二类稳定安全系数均小于第一类稳定安全系数.