大跨度单线铁路连续梁拱空间稳定性分析

由于单线铁路大跨度连续梁拱组合结构横向宽度小,因此,需要重点关注结构的横向刚度和整体稳定性。文中以国内最大跨度的单线铁路连续梁拱——乐清湾铁路楠溪江特大桥主桥70 m+136 m+70 m连续梁拱为例,采用midas软件建立全桥空间有限元模型,分析了结构的空间弹性稳定性,并对全桥横向倾覆稳定性进行了分析。结果表明,该单线铁路大跨度连续梁拱的拱肋面外稳定系数为6.396,面内竖向稳定系数为41.316,满足拱结构稳定系数不小于5的要求;拱肋的面外稳定储备远小于面内稳定储备,面外稳定性是单线连续梁拱的设计控制因素之一,应引起足够重视;在最不利荷载组合作用下,全桥横向倾覆稳定系数为3.95,满足横向倾覆稳定系数不小于1.3的要求。     

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稳定性的特点,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两类稳定性问题进行了分析。通过特征值计算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,应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,对主桥各施工阶段及成桥阶段的空间稳定性进行了分析。结果表明:换算截面法和叠合单元法的稳定安全系数比统一理论法整体上略小,统一理论法在钢管混凝土拱桥稳定性计算中是可行的;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、活载的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;结构第二类稳定安全系数均小于第一类稳定安全系数。     

下承式钢管混凝土拱桥稳定性研究

以某下承式钢管混凝土拱桥为工程背景,对成桥阶段自重作用下结构的稳定性进行研究.在线弹性稳定分析中,使用4种方法对拱肋结构刚度进行模拟,所得的稳定系数随拱肋计算刚度而不同,且变化幅度较大.建议把失稳分析同变形计算结合考虑,并偏安全地取较小的稳定系数.在非线性稳定分析中,采用钢管混凝土统一理论来考虑拱肋的材料非线性,并引入几何缺陷的影响.双非线性分析表明拱肋的几何非线性效应不明显,引起结构失稳的主要因素是材料非线性.     

重庆菜园坝长江大桥主拱静力稳定性分析

采用几何非线性屈曲分析程序对菜园坝长江大桥主拱稳定性进行了详细的分析,给出载荷作用下主拱拱肋随荷载增加的变形和截面应力全过程曲线,深入分析了其失稳模态和横向扰动荷载对主拱的失稳过程的影响.     

重庆菜园坝长江大桥主拱静力稳定性分析

采用几何非线性屈曲分析程序对菜园坝长江大桥主拱稳定性进行了详细的分析,给出载荷作用下主拱拱肋随荷载增加的变形和截面应力全过程曲线,深入分析了其失稳模态和横向扰动荷载对主拱的失稳过程的影响.     

广州从化大桥136 m拱梁组合结构设计与分析

采用Midas/Civil有限元软件,对广州从化大桥136 m下承式空间拱梁组合体系进行空间静力、动力分析和稳定性分析.计算结果证明:对于单跨的空间拱梁组合体系,外部为简支的静定结构体系改善了支座不均匀沉降的问题;拱梁组合结构体系合理,各构件受力满足规范的要求;由主拱、副拱以及横撑、斜撑组成的空间异形拱结构具有良好的稳定性;对于简支梁与三角拱组合体系,由于梁的刚度较小,需要较大刚度的拱肋作为受力构件承受桥梁的荷载;吊杆张拉力对主梁及拱肋的受力影响较大;在满足主梁受力要求的前提下,应尽量减小吊杆张拉力,从而有利于拱肋结构的受力和稳定性.     

钢管混凝土拱桥施工稳定性及缆风影响分析

通过对钢管混凝土拱桥材料非线性分析方法的比较和总结,结合工程实例,采用纤维单元模型着重探讨了材料非线性对拱桥施工稳定性的影响。并对缆风在施工过程中对拱肋稳定性的有利效应、缆风设置等问题作了定量分析。结果表明,稳定安全系数不能拘泥于传统的定义和取值,应结合失稳形态并以实际荷载作用下结构的效应来计算;材料非线性对大跨度钢管混凝土拱桥稳定性的影响更为显著,有时达50％以上;缆风能显著提高拱肋稳定性,其合理布置方式应在拱腰和拱顶位置附近。缆风初张力对提高拱肋稳定性效果不明显。     

拱肋施工偏差对斜靠式拱桥力学性能的影响

采用MIDAS/Civil软件建立某斜靠式拱桥空间有限元计算模型,通过改变内外拱肋的倾角来考虑拱肋施工可能出现的偏差,分10种工况计算该桥在恒载和恒载 活载作用下的桥梁稳定系数和拱肋位移。计算结果表明,改变内外拱肋间的倾角对该桥稳定性系数影响较小,但对拱肋位移的影响较大。随着内拱肋的倾角由外向内改变,拱肋顶部横向位移逐渐加大,特别是当内拱肋偏过竖直位置向内倾时,拱肋顶部横向位移增幅显著。     

钢管混凝土提篮拱桥极限承载力计算分析

以某铁路钢管混凝土桥为例,建立有限元模型,计算了拱肋在2种荷载工况下的极限承载力,分析了几何非线性及材料非线性因素对计算结果的影响,并对该桥的结构稳定性作出了结论.     

提篮式简支梁拱组合体系桥抗震性能分析

以长沙市圭塘河一座跨度为84m的提篮式简支梁拱组合体系桥为研究对象,利用ANSYS建立空间有限元计算模型。首先,分别采用子空间迭代法与多重Ritz向量法对该桥进行模态分析,分析表明,简支梁拱组合体系桥有着极好的抗震性能。随后,分别运用反应谱分析法与时程分析法对该桥各向地震动作用下的地震响应进行计算,计算结果表明,在横向与竖向地震作用下,拱顶位置发生明显位移,而在纵向地震作用下,该桥最大变形为1/4跨主拱;且行波效应对该桥地震反应影响显著。最终利用随机振动分析法对该桥拱肋结构进行计算分析,得到各向地震作用下拱肋的变形云图。通过各种地震反应分析计算结果的探讨,为大跨度提篮式梁拱组合体系桥的抗震设计提供理论依据。     

钢管混凝土拱梁组合桥设计安全性研究

以一座钢管混凝土拱梁组合桥为背景工程,基于荷载试验建立基准有限元模型,对钢管混凝土拱肋与吊杆等构件设计安全性开展分析。研究结果表明:荷载试验各工况下,结构响应测试值均小于理论计算值,拱梁组合桥具备足够承载力承受运营荷载作用;2本不同规范下钢管混凝土拱肋整体截面承载力存在差异,GB国标计算安全度大于JTG行标;在2根吊杆连续断裂情况下,拱梁组合桥依然保持安全性,其中以跨中同侧2根长吊杆连续断裂最为不利。     

桁架式拱桥拱肋横桥向风荷载计算方法研究

拱桥在面内拥有较大刚度,而在面外结构刚度较低,因此横向风荷载对拱肋作用较为敏感.而桁架式拱桥拱肋形式作为目前大跨径被广泛使用,但《公路桥梁抗风设计规范》[1]并没有提供明确的计算方法.基于前人对桁架式拱桥拱肋横向力系数实验结果,分析探讨规范中给出两种算法(按照桁架形式计算整体的阻力系数;根据杆件计算阻力系数)的适应性与局限.提出了桁架式整体阻力系数与单个杆件计算阻力系数之间的相互转换公式.为桁架式拱桥设计中拱肋横风向风荷载计算提供计算方法.     

拱肋刚度的选取对钢管混凝土拱桥稳定计算的影响

首先介绍了钢管混凝土拱桥线性和非线性稳定计算理论,为了对比不同拱肋刚度计算方法对钢管混凝土拱桥稳定系数计算的影响,以章江大桥为例,分别采用3种钢管拱肋刚度计算方法,使用有限元程序ANSYS对成桥运营阶段第1类稳定和第2类极值点稳定进行了分析。结果表明,考虑几何非线性、材料非线性和初始缺陷的非线性稳定的失稳荷载比线性屈曲计算值要小很多;换算截面法和试验数据法计算结果中的弹性稳定系数和非线性稳定系数比较接近,而采用复合材料法计算结果与两者相差较大;采用试验数据法模拟钢管拱肋刚度计算结果中无论弹性稳定系数还是非线性稳定系数都较为安全。     

三榀拱肋组合系杆拱桥面外稳定性分析

系杆拱宽桥横断面布置三榀拱肋,其间设置框架式联结系.拱肋面外稳定性按组合柱理论分析,将拱肋作为拉直曲杆的中心受压柱.引进拱肋组合效应系数,考虑了拱肋局部及横系梁的剪弯影响,在拱肋三者不同的刚度条件下,得出了相应的效应系数.在此基础上,按差分法解出拱轴力对横向挠度所引起的偏心矩,由它引起挠度曲线率变化的微分方程,得到跨中...     

无横撑肋拱桥在横向荷载作用下的实用计算

无横撑肋拱桥在横向荷载作用下,拱肋为偏心受压、弯、扭构件、可能在压、弯、扭组合作用下破坏或失稳。因此,在设计阶段对磺向受务进行验算十分必要。本文计入吊杆体系非保向力系的影响,根据能量原理,导出了横向弯矩和扭矩增大系数及稳定计算公式,使横向验算得以实现。     

空腹式肋拱桥静载试验与荷载横向分布分析

以云南某大跨径空腹式箱形肋拱桥为工程背景,阐述了基于静载试验的横向分布系数计算与评定方法;通过对该桥实施静载试验,分别采用挠度法与弯矩法,得到实测的拱肋荷载横向分布系数,并将试验结果与梁格模型理论计算结果进行对比分析,总结拱肋荷载横向分布的规律。结果表明:主拱圈沿纵桥向拱肋控制截面荷载横向分布不一致,边肋荷载横向分布系数推荐采用弯矩法计算,中肋推荐采用挠度法计算。     

大跨度连续刚构柔性拱组合结构受力效应分析

为研究大跨度连续刚构柔性拱组合结构受力效应,以宜万铁路宜昌长江大桥为背景,在总结该类结构体系特点的基础上,采用桥梁博士分析软件建立全桥平面有限元模型,对全桥桥面施加竖向均布荷载(二期恒载),分析拱梁内力、竖向荷载及跨中截面弯矩的分配;将该桥与孔跨组成及截面尺寸完全相同的连续刚构桥在恒、活载作用下的结构内力进行对比,分析组合结构的拱梁组合效应。分析结果表明:在竖向均布荷载作用下,连续刚构柔性拱组合结构跨中范围吊杆轴力增加较大;结构跨中截面总弯矩绝大部分已转化为拱肋压力与主梁拉力;与连续刚构相比,活载作用下,连续刚构柔性拱组合结构的主梁弯矩显著减小,结构刚度提高较大,柔性拱作用明显。     

下承式三跨连续梁拱组合体系桥梁设计

南门江大桥为下承式三跨连续梁拱组合体系桥梁,桥梁布跨为26.5 m+77 m+26.5 m=130 m,主跨为钢管混凝土提篮拱,横向设4片拱肋,拱肋采用哑铃形截面,桥道系采用梁格体系,由纵梁、横梁、桥道板组成,采取先梁后拱满堂支架的施工方案.主要介绍了该桥上部结构设计、钢管防腐方案、上部结构静力分析、拱桥稳定计算等相关内容.     

梁拱组合体系桥梁荷载分配分析研究

我国已建成较多预应力混凝土梁拱组合体系桥,但对梁拱组合体系桥梁的受力特征研究不足。现采用结构力学方法,以三跨连续梁拱组合桥为研究对象,提出了计算梁拱组合体系主梁、主拱和吊杆荷载分配的理论公式,将理论计算结果与有限元计算结果进行对比分析,对理论公式进行了修正,分析梁拱弯曲刚度比和边中跨跨径比对荷载分配的影响。研究结果表明:梁拱弯曲刚度比越小,拱肋所分担的荷载越多。而边、中跨比对拱肋荷载分配影响较小。梁拱弯矩分配比与梁拱弯曲刚度比、边中跨跨径比及拱肋矢跨比有关。     

三拱肋无风撑系杆拱桥受力特点

系杆拱桥具有受力合理、用材经济、施工方便、造型美观等突出优点在我国得到迅速发展。在桥宽较大的情况下,由于横梁的高度受限等原因,不得不采用3片拱肋,这就使得结构的纵向受力、横向受力以及结构的稳定性都成为十分突出的问题。本论文以德州京杭运河大桥为背景,分析3片拱肋无风撑系杆拱桥横向与纵向受力特点与设计要点。并对结构的稳定分析、实桥荷载试验进行介绍,为以后同类桥梁的设计提供参考。