循环温度对大跨混凝土拱桥长期变形行为的影响

为探讨自然环境条件下高速铁路大跨度劲性骨架混凝土拱桥在运营阶段拱顶截面位移和应力的时变特征,以沪昆客运专线北盘江大桥(主跨445m的钢筋混凝土拱桥)为背景,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,结合成桥后的位移测试结果,分析了循环温度与收缩徐变耦合效应对其长期变形行为的影响。结果表明:年循环温度引起的拱顶截面竖向位移远大于1年内的收缩徐变变形,不同成桥季节对拱圈变形有一定影响,该循环温度效应不容忽视;当考虑温度与收缩徐变耦合效应时,拱顶截面钢管应力可达到屈服强度,外包混凝土应力有较大波动;建议进行混凝土拱桥长期变形效应分析时,应考虑温度和收缩徐变耦合效应。     

大跨度CFST劲性骨架拱桥外包混凝土浇筑施工研究

为使钢管混凝土劲性骨架拱桥的拱圈在成桥后受力更加均匀,基于传统的先拱脚后拱顶和先拱顶后拱脚的外包混凝土浇筑施工方法,提出了一种新的先拱脚、后拱顶、最后于四分跨处合龙的外包混凝土施工方法。以在建的叙古高速公路磨刀溪大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥为研究对象,借助大型空间有限元计算程序,对比分析了传统方法与该文提出的施工方法的差异,并基于施工过程中采集的应力和挠度的监测数据,研究了该文方法的有效性。结果表明:该文提出的施工方法浇筑顺序合理,相比传统方法具有较为明显的优势;理论分析数据与实测结果变化趋势基本一致,而且吻合较好;施工过程中结构稳定性始终在可控范围之内,并具有较高的安全储备。     

变截面钢管混凝土桁架拱桥拱脚应力分析及抗裂预防措施

钢管混凝土桁架拱桥拱脚为拱肋、系梁、端横梁、支座的交汇部位,受力复杂,在设计考虑不充分或施工过程中处理不当,容易导致拱脚裂缝的产生,影响结构的耐久性。该文以蒲山特大桥为例,借助有限元程序Midas/Civil建立了变截面钢管混凝土桁架拱桥及其拱脚的三维有限元模型,进行了拱脚在荷载及自重作用下的空间应力分析,提出拱脚抗裂的预防措施。     

钢管混凝土拱肋有限元模拟的影响因素分析研究

对某500 m级钢管混凝土拱桥的拱肋两种模拟方法进行了详细的研究,借助Midas/Civil软件,采用联合截面和双单元法分别建立全桥空间有限元模型,对比分析了两种方法对各主要施工阶段关键截面的钢管应力、核心混凝土应力及位移的异同。并对拱肋模拟的影响因素进行了分析,可为相关大跨径混凝土拱桥提供参考。     

增大截面法加固双曲拱桥主拱肋浇筑顺序分析

该文以一座四跨连拱双曲拱桥加固工程为背景,运用Midas/Civil建立有限元计算模型,通过4个外包混凝土浇筑方案对比分析,对其加固施工力学特性开展分析研究。结果表明:减小浇筑节段长度并按照从拱脚到拱顶的浇筑顺序,能减少拱顶的下挠;在截面下缘外包混凝土加固可改善原拱肋拱顶的受力状况,但将导致拱脚直至四分点附近受力状况的恶化,建议在设计时,按照原有拱肋、加固拱肋两部分分别进行极限状态分析,以确保结构安全可靠。     

大跨钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工抗风性能研究

为保证大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工过程的抗风安全，以某主跨342 m钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工为背景，研究该桥劲性骨架拱肋在竖转施工过程中的抗风性能及抗风措施。根据竖转施工特点，采用ANSYS软件分别建立2种最不利施工状态(拱肋竖转临界状态和拱肋合龙前状态)有限元模型计算风致响应，提出设置浪风索的抗风措施以提高抗风稳定性。结果表明：拱肋在2种最不利施工状态下会产生显著的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力，危及拱肋施工安全；设置浪风索能有效降低处于竖转施工阶段的拱肋在横风作用下的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力，且浪风索应力满足要求，可保证竖转施工安全。浪风索截面面积对拱脚转轴连杆应力影响较小，对拱顶横向位移影响较大，同时考虑到施工中浪风索张拉力的不均匀性，设计时宜适当增加浪风索截面尺寸，以提升结构整体抗风安全储备。     

大跨径钢管混凝土劲性骨架拱肋施工阶段受力与稳定分析

向莆铁路尤溪大桥为一座上承式劲性骨架钢筋混凝土拱桥,拱肋结构刚度大,跨越能力强,但拱肋结构的形成过程体系多变,受力复杂,为了研究该桥施工过程中钢管混凝土劲性骨架拱肋的内力和稳定性,建立了空间有限元分析模型,模拟施工过程中钢管混凝土截面和钢筋混凝土箱形截面的形成过程。根据计算结果可知,弦杆钢管内灌注混凝土的顺序对弦杆应力影响不大,拱肋外包混凝土分层浇筑方案对混凝土的应力有较大影响,该桥三环浇筑方案外包混凝土没有出现拉应力,实际施工中应确保每一层混凝土浇筑过程中的各段混凝土的浇筑同时进行,尽可能达到实际施工与计算模型两者吻合。施工过程中钢管骨架最大悬臂阶段及钢管骨架合龙灌注混凝土后的稳定系数均大于4,满足规范要求。     

大跨径上承式劲性骨架箱型拱桥施工技术

劲性骨架拱桥施工顺序为加工骨架、吊装合拢、灌注管内混凝土、外包混凝土。现以玻璃沟大桥为对象,介绍大跨径钢管混凝土劲性骨架拱肋的拼装、吊装、灌注混凝土、外包混凝土施工要点。     

蒲山特大桥设计优化

结合工程实际,采用大型有限元软件Midas/Civil,对二广高速公路蒲山特大桥这一变截面三拱肋钢管混凝土拱桥在成桥状态下的力学性能进行了分析验算。研究结论不但为蒲山特大桥的设计提供技术支持,亦可为今后同类桥梁设计提供参考。     

钢管砼拱桥拱肋塔吊安装方案优化分析

以建成完工的叙古(叙永—古蔺)高速公路磨刀溪大跨径钢管砼劲性骨架拱桥为研究对象,采用MIDAS/Civil 2013建立拱肋梁-板单元有限元模型,采用施工阶段联合截面方法模拟外包砼的承载和荷载效应,由塔吊安装在拱肋上以方便拱上立柱施工;探讨在塔吊提前进场,即在第一环外包砼完成后浇筑第二环外包砼的过程中提前安装塔吊的变更方案对当前劲性骨架拱肋强度、刚度及稳定性的影响,结合该方案对施工工期的优化探讨方案的可行性。结果表明,在浇筑第二环外包砼时同步、对称安装塔吊,结构的受力稳定,安全能得到保证,且能节省工期。     

钢腹杆-劲性骨架混凝土弦杆组合拱节点受力性能试验

为进一步增大拱桥的跨越能力,结合劲性骨架钢筋混凝土拱桥的结构和施工特点,提出钢腹杆-劲性骨架混凝土(SRC)弦杆组合桁式拱圈结构,利用钢腹杆替代混凝土腹板,省去混凝土腹板的浇筑工作,并减轻拱圈自重以达到增大拱桥跨径的目的。为了解这种组合拱连接节点的受力特点,在钢腹杆-SRC弦杆组合拱桥试设计研究基础上,以弦杆外包混凝土厚度为主要参数,进行了3个组合拱节点及1个对比钢管混凝土节点的试验研究,并探讨了节点的失效机理。结果表明:组合拱节点首先发生弦杆外包混凝土开裂,最终发生钢管混凝土节点破坏;外包混凝土对受拉和受压腹杆的受力影响很小;相比钢管混凝土节点而言,组合拱节点受拉腹杆的接头刚度较大;弦杆外包混凝土的厚度只影响外包混凝土的开裂荷载,外包混凝土越厚,开裂荷载越大,但不影响组合拱节点的极限承载力;结合钢管混凝土劲性骨架混凝土柱的研究成果,建议组合拱节点的混凝土外包系数取0.50左右,其承载力可按照受拉节点发生冲剪失效模式和受压节点发生有效宽度失效模式进行计算,但其计算结果偏于安全。研究成果可为钢腹杆-SRC弦杆组合拱桥的设计提供依据,也可为类似连接节点的设计提供参考。     

渝贵铁路夜郎河大桥主桥设计

渝贵铁路夜郎河大桥主桥采用一跨370m上承式钢筋混凝土提篮拱桥。主拱圈采用提篮式箱形断面拱圈,由劲性钢管混凝土骨架外包C55混凝土构成。主拱圈劲性骨架上、下弦杆采用钢管混凝土构件。拱上立柱采用钢筋混凝土结构,箱形截面,横向两立柱之间设置钢K撑。拱上主梁采用(4×38+3×38+4×38)m钢-混结合梁,连续体系。拱座基础采用倾斜式独桩结构。为使结构性能最优,对结构主要参数进行比选,最终将矢跨比取为1/4.431、悬链线拱轴系数取为5.0、拱脚横向中心距取为33m。采用有限元软件对该桥的静、动力性能进行分析,结果表明各项指标均满足规范要求。该桥采用劲性骨架法施工,劲性骨架采用节段缆索吊装+斜拉扣挂的方式进行拼装。     

钢管混凝土桁架拱肋抗弯刚度研究

该文针对四肢格构桁式截面钢管混凝土拱肋,考虑影响钢管混凝土桁式拱肋抗弯刚度的多种因素,采用SAP2000程序,通过大量的结构模拟计算,给出各影响因素与挠度的关系,应用拟合的方法得出各影响因素与挠度的关系式,再由挠度与刚度的关系,推导出刚度与各影响因素的拟合关系式,并通过与传统计算理论的分析比较,验证计算钢管混凝土桁式拱肋抗弯刚度计算公式。     

拱轴线的新型式--悬索线

基于大跨径或特大跨径等截面拱桥的恒载分布更接近于沿拱轴均匀分布 ,本文推导了拱轴线的新型式—悬索线的拱轴线方程 ,与其它拱轴线型进行了比较 ,并推导了以悬索线为拱轴线的等截面无铰拱桥恒载内力及影响线计算公式     

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+74m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。     

广安官盛渠江大桥设计

广安官盛渠江大桥主桥跨度320 m，是已建成的世界最大跨度中下承式钢筋混凝土肋拱桥[1]。大桥主拱肋采用等宽变高度梯形截面构造、箱形截面横撑构造，结构稳定、轻盈，兼顾了受力及景观；主拱采用超高强钢管混凝土强劲骨架外包混凝土成拱，骨架主弦钢管内首次灌注C100超高强混凝土，骨架腹杆采用空心钢管替代传统型钢腹杆，解决了传统骨架强度弱、稳定性差的技术难题；拱肋混凝土分两环成拱，大大节省了工期，提高了施工安全性。该桥技术新颖，为300 m及以上级别的钢筋混凝土肋拱桥建造提供了新的思路。     

大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥非线性分析

以某实桥工程为研究对象,采用ANSYS建立全桥空间计算模型,对大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥线性和非线性的施工全过程进行受力分析。通过对整个施工全过程内力、应力和挠度的分析,研究其截面刚度随施工变化对大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥非线性的影响,以及施工设计中分环分段的合理性。     

深溪沟大桥钢管拱肋混凝土灌注仿真计算

深溪沟大桥为中承式钢管混凝土等截面悬链拱桥.在充分考虑拱肋混凝土对称与均衡加载的基础上,采用MIDAS/Civil 6.71对整个混凝土灌注过程进行仿真计算,得出每一阶段结构的变形、受力特点和稳定系数,并讨论了结构的安全性.     

单幅主梁施工对双幅钢管混凝土拱桥影响分析

以大跨度双幅钢管混凝土拱桥-小河特大桥为工程依托,采用有限元软件Mi das/Civil,分析其台龙后,单幅主梁偏载架设较双幅主粱对称架设对结构的影响.结果表明:拱脚截面弯矩有24.80％的最大增幅;部分K撑受力状态改变;拱肋线形变化明显,且拱顶截面有约60 mm的横向偏位.但拱肋处于弹性工作阶段,待双幅主梁生部架设完...     

拱的挠度理论分析

拱的挠度理论与吊桥挠度理论相似，均属非线性问题。吊桥内力按挠度理论分析比按弹性理论要小得多，拱桥则反之，跨径愈大，愈为明显。因此，按挠度理论分析在大跨径拱桥建设中特别重要。 本文既对拱的平衡微分方程受变形的影响进行了研究，又以变截面抛物线无铰拱进行了挠度理论分析，由简明的表达式证明，拱的变形对内力的影响不可忽视，拱的挠度理论应同吊桥挠度理论一样必须受到人们的重视。