基于钢管混凝土拱桥检测结果的主拱肋病害评估

为探讨钢管混凝土拱桥核心受力部位主拱肋病害(钢管中混凝土发生空洞,脱粘等)的评估及加固方法,以某既有钢管混凝土拱桥(上承式有推力无铰拱桥,净跨160 m)为背景,通过敲击法和超声法相结合对钢管拱混凝土密实度进行检测,通过动、静载试验对桥梁整体结构受力性能进行测试.基于实测结构受力行为,利用有限元软件对主拱肋钢管混凝土不同状态下的应力进行分析,以此为参照,对主拱肋病害进行评估分析.评估结果表明,主拱肋的主要病害为钢管混凝土的脱粘而产生的混凝土局部受力截面削弱,主拱肋跨中截面应力校验系数的异常偏大仅为结构局部病害.基于评估结果提出以压浆的方式进行拱肋加固,加固后的结构整体受力能满足设计荷载要求.     

高速铁路大跨钢管混凝土提篮式拱桥施工监控

为确保高速铁路大跨度混凝土提篮式拱桥的线形、应力及内力满足要求,以京沪高铁跨沪宁高速公路128m下承式尼尔森体系钢管混凝土提篮式系杆拱桥为例,根据有限元分析理论,采用大型空间有限元分析软件MIDAS Civil建立空间模型进行理论分析,对系梁、拱肋、吊杆进行线形、应力及索力监控.结果显示,系梁在前期施工期间沉降量较小,拆除拱肋临时支架以后的施工阶段中拱肋沉降量与理论计算值较接近,对整体线形影响不大;系梁和拱肋各应力测试截面实测应力变化趋势与理论值吻合良好,处于安全范围;吊杆实测索力与目标索力相对差值在±5％以内,满足设计要求.     

有推力钢管混凝土拱桥的动力特性分析

文章针对有推力钢管混凝土拱桥的动力特性进行了分析,参考巫峡长江大桥的设计,采用ANSYS有限元程序建立这一类钢管混凝土拱桥的力学分析模型,利用子空间迭代法计算了该模型的自振频率和振型,分析了拱脚位移、吊杆的布置方式、横撑布置等参数的变化对有推力钢管混凝土拱桥动力特性的影响,得到了这类体系的动力特点,为合理、安全地设计这类桥梁提供参考依据。     

朝阳市东大桥钢管混凝土拱桥设计

朝阳市东大桥主桥采用中承式钢管混凝土系杆拱桥(30m 120m 30m)。详细论述该主桥的总体设计、构造特点、内力计算和结构设计。内力分析及结构设计时,钢管混凝土的力学参数(刚度、强度)取值考虑钢管与混凝土之间的紧箍力的影响,按照钢管混凝土统一理论计算。考虑到该种结构存在车桥振动较大的问题,在结构分析中尤其重视了动力特性的计算,并从结构设计上采用加大桥面系刚度和拱肋之间的横撑刚度等措施来改善桥梁的动力特性,同时对拱桥的稳定计算进行了较为详细的讨论。最后给出了此类结构设计中应注意的问题和建议。     

钢管混凝土中承式系杆拱桥主拱合龙后施工过程的仿真分析与模型试验

介绍益阳茅草街大桥(钢管混凝土中承式系杆拱桥)1∶20模型试验主拱合龙后的施工模拟过程,探讨了仿真分析计算模型的建立,将仿真计算与实测结果进行对比,从而验证了仿真计算的准确性以及施工工艺的可行性和安全性。     

500 m级钢管拱桥成拱计算与控制方法

在大跨径的钢管混凝土拱桥中，钢管拱肋的斜拉扣挂成拱过程面临计算困难、大悬臂结构频繁调整、成拱状态偏离等难题。在成拱的理论计算方面，引入了基于无应力参数精确控制的成拱控制方法，明确了大跨径钢管拱斜拉扣挂施工过程控制目标。基于该控制方法，构建了钢管拱桥的成拱计算理论方法。该计算理论首次给出了钢管拱肋合龙前后的力学状态联系方程，建立了成拱后拱肋线形误差与施工过程索力的数学关系，构建了同时考虑施工全过程约束条件与成拱后线形偏差的一次调索优化模型。该一次调索优化模型可在任意给定的成拱线形误差范围和施工过程中的塔偏、封铰、合龙等耦合约束条件下，求解最优的扣背索一次张拉索力。在成拱施工控制方面，首次提出采用三维扫描技术进行大型钢管拱肋的无应力参数精确控制与检测方法，给出了详细的封铰控制、拱肋节段无应力参数控制和合龙控制的具体实施方法。在跨径为507 m的合江长江公路大桥的建设全过程,采用了所提出成拱计算理论与控制方法。实践表明:所提出的成拱计算理论具有控制目标少、计算目标明确、索力分布与张拉最优的优点；所提出的控制方法确保了钢管拱肋制造与安装无应力尺寸的精度，极大地减少了施工过程中拱肋线形误差调整次数。大桥拱肋成拱后实测结果表明，拱肋线形与应力状态与一次落架状态吻合良好。     

钢管混凝土拱桥温度效应分析

本文通过运用Ansys10.0软件建立三维有限元分析模型,对桁架式中承式钢管混凝土拱桥在整体变温、主拱左右温差、主拱上下温差、主拱斜向温差等温度作用效应进行了分析计算,计算表明桁架式主拱圈内的各个钢管在温度作用下呈现出不同的受力特性,这一现象值得在该类桥梁的设计和施工中引起重视。     

基于钢管混凝土拱桥可靠性评估方法应用研究

以钢管混凝土拱桥为研究对象,应用有限元模型,对基于可靠度理论的钢管混凝土体系可靠性评估方法进行了研究.选取跨中弯矩及挠度最大的最不利荷载分布工况,从应变能的角度出发,计算了组成钢管混凝土拱肋构件的权重.在既有桥梁构件的可靠性评估分级标准的基础上,结合临界结构建立了钢管混凝土拱桥体系可靠性评估分级标准.从拱肋和节段两个方面对钢管混凝土拱桥进行评估,将两者的评估结合起来对钢管混凝土拱桥进行评估.算例表明该方法可以有效对钢管混凝土拱桥进行可靠性评估.     

利用ANSYS的钢管混凝土拱梁组合桥分析

为研究钢管混凝土拱梁组合桥的受力形态,运用ANSYS软件对某一钢管混凝土拱梁组合桥分别建立了全桥整体模型、主拱局部模型以及主拱屈曲模型。计算了主梁及主拱受力,验算了主拱连接钢缀板及钢锚箱应力,进行了主拱屈曲分析。结果表明,桥梁受力满足规范要求,结构安全可靠,主拱不会发生失稳现象。     

考虑地基-结构相互作用的钢管混凝土拱桥非线性地震响应

考虑地基-结构相互作用情况,研究了上承式大跨度钢管混凝土拱桥线性及非线性地震响应.以其上承式钢管混凝土拱桥为工程背景,以三维粘弹性人工边界模拟远场地基的辐射阻尼和弹性恢复性能,建立了包括基岩和上部桥梁的整体分析模型,沿纵桥向输入amax=0.2g迁安地震波,在考虑地基-结构相互作用条件下研究了上承式大跨度钢管混凝土拱桥线性及非线性地震响应.研究表明非线性行为在桥梁进行地震响应位移分析时是不可忽视的,考虑非线性后拱肋地震响应位移计算结果增大,主拱肋部分截面弯矩My、Mz大于线性计算时结果;下弦管轴力在拱脚附近非线性计算时结果大于线性计算时结果,但幅度不大,在跨中附近非线性计算时结果小于线性计算时结果.     

飞鸟式钢管混凝土拱桥自振特性的模态分析

采用大型通用有限元程序对一座在建的三跨连续自锚（飞鸟式）钢管混凝土系杆拱桥建立了空间力学计算模型，采用模态分析方法对桥跨结构的自振特性进行了分析，计算了桥梁前16阶的自振频率，得出了该桥成桥后振动形态的基本特征。通过参数对比分析，得出了矢跨比及拱肋刚度对拱桥自振性能的影响规律。     

基于频率法的斜拉索索力测试影响因素分析

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件之一,其索力的大小直接影响桥梁结构的内力和变形状态。频率法是运营期间的桥梁索力测试的常用方法。本文以某斜拉桥为例,通过MIDAS CIVIL建立全桥有限元模型,确定合理成桥状态,结合ANSYS斜拉索减震装置仿真分析,采用频率法对其斜拉索索力进行测试,综合考虑频率法精度的各影响因素,对索力进行安全判定。结果表明:利用未知荷载系数功能优化后的索力可靠性较高;随着减震器等效刚度的不断增大,计算索长选取方式对索力误差存在影响;考虑减震器为刚性支撑,其计算的索力更能接近真实索力;该桥实测索力整体与原成桥索力差别不大,斜拉索索力整体处于安全可控的范围内。     

贵州鸭池河特大桥主桥拱肋混合接头局部应力研究

成贵铁路贵州鸭池河特大桥的拱肋包含钢桁架外包混凝土结构与双叠合梁结构2种结构类型,其拱肋接头处是桥梁的关键部位。文中研究了鸭池河大桥钢-混凝土结合拱肋混合接头的传力机理、力学特性、承载及变形能力,对混合结构的局部应力进行了有限元仿真研究,分析了局部应力的产生原因,同时介绍了拱肋的局部优化设计。     

中承式钢管混凝土悬臂拱桥施工监控研究

以漳州西洋坪大桥为工程背景,开展了中承式钢管混凝土悬臂拱桥的施工监控工作,主要进行了截面应力、拱肋线形、系杆索力以及管内混凝土温度的监测,并建立有限元模型进行了对比分析。研究数据表明,理论分析结果与实测数据基本吻合,该桥在施工过程中主体结构的受力性能合理,线形符合设计要求,拱肋截面具有较大安全储备,系杆的索力及管内混凝土的稳定性也满足设计要求。研究数据可为类似桥梁的设计与施工提供借鉴。     

多拱肋蝶形拱桥的施工索力优化研究

多拱肋蝶形拱桥由于各拱肋的异化导致结构的受力异常复杂且空间效应明显,针对该桥型索力优化问题的特点,并考虑施工过程中混凝土的收缩徐变和结构的几何非线性等因素的影响,采用割线迭代法进行施工索力的调值计算,并对4种不同的调索方案从钢管内核心混凝土的拉应力、索力的不均匀程度、拱顶位移等方面进行对比分析.结果表明:割线法迭代速度...     

钢筋混凝土箱形拱桥施工控制

为使拱桥达到理想的成桥状态,结合岭兜特大桥工程,对采用预制拱肋、缆索吊装施工的钢筋混凝土箱形拱桥,利用结构有限元分析,根据倒装-正装计算法对施工过程中结构的受力特性和变形进行预测,施工控制中对主拱的应力、线形、扣索的索力等进行监测.结果表明:在拱肋吊装过程中拱轴线变化与计算一致,拱肋合龙后各控制点的实测高程与控制高程之差、轴线偏位均满足相关规范要求;主拱圈典型截面上的实测应力值与计算应力值接近;扣索实测索力与计算索力基本吻合,岭兜特大桥达到了理想的成桥状态.     

结构参数变化对斜靠式拱桥动力特性的影响

以广东省潮州市韩江北桥主跨钢管混凝土斜靠式拱桥初步设计方案为对象,采用ANSYS有限元程序,并考虑边跨对主跨的弹性约束作用,建立了该中承式钢管混凝土斜靠式拱桥动力计算的整体空间有限元计算模型;探讨了14种不同工况条件对桥梁动力特性的影响.计算结果表明:该钢管混凝土斜靠式拱桥为柔性结构,桥梁的竖向刚度相对较强,而钢管混凝土拱肋的面外刚度相对较弱;Ⅴ撑外端约束及系杆梁抗弯刚度的变化对该桥动力特性影响较小;稳定拱拱脚横向外移以及增加吊杆虽能增大该桥拱肋的横向面外刚度,但对全桥竖向及扭转刚度贡献不大;桥梁施工状态对该桥振型影响较大.     

新西海桥的振动特性及舒适性评价研究

以日本首座公路钢管混凝土拱桥——新西海桥为对象,进行该桥的自由振动特性分析,采用考虑路面不平整的桥梁与车辆相互作用力学模型,分析了在移动车辆作用下该桥的动力特性,包括冲击系数和舒适度评价。研究结果表明,在移动车辆作用下钢管混凝土拱桥主跨的拱肋和桥面冲击系数都较小,钢管混凝土拱肋的振动小于主桥桥面的振动。从振动舒适性的观点看,采用纵横梁格构桥道体系的新西海桥在车辆荷载作用下拱肋、桥面和人行桥均满足舒适性要求,具有较好的行车性能。     

钢管拱肋混凝土灌注过程计算分析

钢管拱肋在灌注混凝土的过程中,钢管应力及变形会随着灌注过程发生变化,如灌注过程未进行有效控制,可能会使拱肋局部构件应力、变形过大,从而影响最终桥梁总线形、承载能力及耐久性。针对此问题,介绍了钢管混凝土灌注过程中荷载计算及分析方法,并对金盘大桥钢管混凝土灌注进行了分析。     

哑铃型钢管混凝土拱肋吊杆锚固区局部应力分析

为掌握哑铃型钢管混凝土拱肋吊杆锚固区的受力特性,以某拱桥局部锚固区域为研究对象,采用有限元软件建立拱肋吊杆锚固结构模型,并进行计算分析。结果表明,吊杆开孔对钢管混凝土拱肋有一定消弱作用,开孔处钢管和混凝土应力集中明显,但远小于钢材和混凝土材料强度设计值,具有较高的安全系数。