柔性吊杆拱桥拱座安全性病害特征及影响分析

以柔性吊杆拱桥混凝土拱座为研究对象,结合理论预测以及现场检测与反馈分析,重点探讨了柔性吊杆拱桥拱座的安全性病害特征,并着重研究此类病害对拱座结构安全的影响。结果表明:拱座位移、开裂是拱座结构的主要退化风险。拱座位移主要表现为水平向外位移和竖向向下位移,一般导致拱圈刚度和承载力下降,相对而言,水平位移比竖向位移影响更明显;拱座开裂主要表现为弯剪效应产生的顶面横向裂缝、弯剪和轴力效应共同产生的拱圈出口处放射型裂缝以及轴力效应产生的拱座侧面竖向、斜向裂缝,一般而言,由弯剪效应产生的拱座裂缝危害更严重,因此,拱座顶面横向裂缝和拱圈附近的放射型裂缝对拱座安全性影响更大,在拱桥检测中应加以重视。     

无桥台倾斜弹性地基梁与双拱腿复合基础拱桥的分析与设计

提出一种新的拱桥结构形式———无桥台倾斜弹性地基梁与双拱腿复合基础拱桥,作为需要良好地基设置巨型桥台以抵抗主拱圈水平推力及路堤土压力的传统的拱桥的替代工程解决方案建议,介绍了新拱桥的结构构造特点。基于子结构和有限元分析方法,采用文克勒线性地基模型,讨论了新拱桥的弹性地基梁基础与上部结构共同作用的力学计算模型,通过实例分析了地基弹性变形对主拱圈内力的影响,与有桥台拱桥相比较,这类桥梁具有结构合理、外形简洁、适应地基范围广的优点。     

双曲拱桥拱上建筑联合作用的研究

双曲拱桥拱上建筑结构在一定程度上要参与拱圈受力,在以往设计这类拱桥时,限于计算手段,未做空间结构分析。对于在役的双曲拱桥,为客观评定其实际承载能力,合理计算拱上建筑的联合作用,具有现实意义。该文以拉林河双曲拱桥为依托,应用MIDAS有限元分析软件,采用梁格法建立了双曲拱桥的空间计算模型,分析了在拱桥矢跨比、腹拱矢跨比一定的条件下,腹拱圈刚度、立柱刚度以及拱圈截面纵桥向的位置对联合作用的影响。     

石拱桥主拱圈病害机理的研究

主拱圈是拱桥的主要承重构件,主拱圈的安全与否直接关系到拱桥的安全状况。在旧桥加固中,石拱桥加固将是一项重要任务。对主拱圈病害机理的研究将会促进拱桥旧桥的加固,更好的为拱桥旧桥加固事业做出贡献。主拱圈开裂严重影响桥梁的安全,其形式主要有横向开裂、纵向开裂与斜裂缝。近年来,国内外专家学者对石拱桥的破坏形态分析,大部分集中在主拱圈的破坏形态分析上。目前国内外对于主拱圈的破坏形态主要集中在四铰破坏的理论上。     

地震作用下多孔钢波纹板拱桥力学分析

为给多孔钢波纹板拱桥的抗震设计提供参考,结合泗洪至许昌高速公路上一座3孔跨径4m的钢波纹板拱桥工程实例,利用大型通用有限元软件ANSYS建立该桥的三维空间有限元实体模型,采用动态时程分析法,对桥梁在人工合成地震波、El Centro波、Taft波3种地震波作用下结构的位移和应力进行分析。结果表明:在同一地震时程激励下,虽然各拱圈空间位置不同,但位移和应力响应的时程曲线走向一致;同一拱圈中,拱弧线拱顶位移比四等分点处位移约小24.9%,应力约小75.2%;不同拱弧线横桥向中部位移比外侧位移约大7.3%,应力约大17.6%;同一位置处边跨拱圈比中跨拱圈位移约大2.5%,应力约大20%。该拱桥结构具有良好的整体抗震性能。     

基于梁格理论的刚架拱桥分析建模方法及应用研究

刚架拱桥具有刚度大、质量轻、构件少、整体性好、施工简便、造价低、造型美观等优点,在既有桥梁中仍大量存在,尤其浙南地区有大量的该类型拱桥结构。随着我省交通的快速发展以及既有该类型桥梁使用年限的增加,许多既有刚架拱桥出现结构破损、老化、开裂,甚至有些桥梁结构跨中挠度较大等病害。基于交通流量的增加和刚架拱桥该类结构本身承载能力偏低等因素,与其它结构桥梁相比,该类型的桥梁病害出现频率较高,既有该类桥梁的承载能力明显下降,甚至某些桥梁已成为危桥,如果不尽早采取措施,很有可能会造成桥梁失效致灾事故的发生。为评估该类桥梁结构的承载能力,以某既有刚架拱桥为研究对象,利用梁格等效原理,阐述了基于梁格理论的有限元模拟分析模型的构建,并利用有限元程序软件对其进行静力行为分析应用研究,研究结果为该类桥梁的结构分析及承载能力评价具有一定的应用价值和理论参考。     

拱桥内衬法加固受力分析

拱桥内衬法加固的原理就是增大截面法,在拱桥的主拱圈的拱腹以及两侧新加一层钢筋混凝土拱板,与原拱圈形成复合主拱圈,通过复合拱圈的联合作用来共同承受荷载,从而增大拱圈的刚度和强度,提高承载能力。为研究内衬法加固受力分析,运用MIDAS/CIVIL有限元软件建立加固计算仿真模型,分析比较不同内衬厚度下拱圈控制截面的承载能力。     

一种新的拱桥结构形式——无桥台拱桥

传统的拱桥需要巨型桥台来抵抗主拱圈水平推力及路堤土压力,对地基的要求高,建造巨型桥台在工程应用中有很多不利因素,该文提出一种新的拱桥结构形式———无桥台拱桥,并对无桥台拱桥的具体结构形式及力学特点进行了初步分析。     

软土地基上系杆拱桥设计研究

在软土地基上修建拱桥,首先需要考虑如何有效克服拱圈传递的水平推力.对营口玉韵桥结构受力和结构体系选取进行分析,探索软土地基上修建拱桥的设计方法和思路,为类似桥梁工程设计施工提供参考.     

烈度地区拱桥地震响应研究

本文以云南省昆明市滇中新区某座5×46上承式钢筋混凝土为研究对象,采用midas civil软件建立其全桥模型,探究了在地震作用下拱桥的地震响应问题,为今后高烈度地区拱桥的设计提供部分工程经验。计算结果表明：高烈度地区的拱桥在地震波作用下的响应较低烈度地区有了极大增强,同静力计算结果相比,主拱圈的弯矩和偏心距变化极大,且随着烈度的增加,偏心距改变结果愈加明显,这对主拱圈的承载能力是一种严峻的挑战。     

钢管桁架结构在拱桥设计中的应用

钢管桁架结构在公共建筑中应用广泛,而在桥梁结构中应用极少。笔者介绍了一座主跨80m的全钢管桁架拱桥的总体设计,该桥拱圈由主拱圈、上拱圈、下拱圈三道拱圈组成,是介于上承式和中承式之间的拱桥结构,桁架杆件全部采用圆钢管结构,造型独特、结构新颖,为钢管桁架结构在拱桥中的应用开辟了新思路。     

沙坨特大桥施工控制参数敏感性分析

沙坨特大桥是一座采用悬臂浇筑法施工的钢筋混凝土拱桥,其在施工过程中必须要保证主拱圈的变形与应力满足设计要求。为了减小悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的施工误差,本文利用有限元软件Midas/Civil进行建模计算,通过比较施工过程中各设计参数在成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈累计位移差值与截面上下缘累计应力差值,对各设计参数的敏感性进行了分析。结果表明:在悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的施工过程中,主拱圈混凝土容重、扣锚索索力对成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈的位移和应力影响较大,为主要设计参数;主拱圈刚度、扣塔刚度、扣锚索刚度对成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈的位移和应力影响较小,为次要设计参数。     

考虑河谷场地效应的大跨度拱桥的地震响应分析

为研究V型河谷场地效应对大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应影响,以某大跨度钢管混凝土拱桥为工程背景并简化V型河谷场地模型,建立河谷-拱桥有限元模型,讨论在SV波作用下对桥梁的地震响应影响。结果表明:由于地震荷载是均匀作用在场地,且河谷-拱桥有限元模型是轴对称模型,因此得到的拱桥主拱圈的内力和位移响应趋势是对称分布;不同地震波作用下得到的主拱圈内力和位移响应大小不同,这和拱桥拱脚与场地连接部位的地震动强度和地震波的频谱特性有关;在进行桥梁抗震设计时,SV波作用下拱桥关键部位应重点关注。     

内衬厚度对中小跨径圬工拱桥提载加固影响性分析

桥内衬法加固的原理就是增大截面法,在拱桥的主拱圈的拱腹以及两侧新加一层钢筋混凝土拱板,与原拱圈形成复合主拱圈,通过复合拱圈的联合作用来共同承受荷载,从而增大拱圈的刚度和强度,提高承载能力。为研究内衬法加固受力分析,本文运用有限元软件建立加固计算仿真模型,分析比较不同内衬厚度下拱圈控制截面的承载能力。     

空腹式箱形拱桥承载能力检测评定

为了确保桥梁结构及其运营安全,对现役桥梁进行承载能力检测评定具有重要意义。该文以某90 m跨径空腹式箱形拱桥为依托,对其缺损状况、材质状况与状态参数进行检测评定,确定分项检算系数;然后分别采用原设计与现行规范,对主拱圈持久状况承载能力极限状态和正常使用极限状态进行检算评定。结果表明：采用现行规范检算时,较原设计规范,主拱圈正截面抗压承载力安全系数明显降低,汽车荷载作用下挠度显著增大,反映主拱圈承载力安全储备不足,应引起足够重视。     

四新南路总港异型拱桥设计浅析

异型拱桥是一种较为新型的、特点鲜明的空间组合结构体系桥梁建筑结构,由普通拱桥演变发展而来,外形美观、造型新颖。四新南路跨总港桥采用一跨异型拱桥,计算跨径56 m,采用两榀反对称钢箱主拱圈,无风撑连接,主梁采用预应力混凝土结构。阐述该异型拱桥的结构设计与计算分析。     

大跨径钢筋混凝土拱桥扣锚索索力优化调整研究

扣锚索系统是上承式预应力混凝土拱桥挂篮悬臂施工过程中最重要的部分,扣锚索系统主要有塔架、扣索、锚索及锚碇组成,扣索、锚索的初拉索力直接影响着拱肋的结构内力及位移变化。本文基于重庆市某钢筋混凝土拱桥扣锚索施工,分析上承式预应力混凝土拱桥扣锚索挂篮悬臂施工过程中扣锚索索力主拱圈安全的影响,采用"零弯矩法"求解初拉索力,以悬臂节点应力为重要控制指标,使悬臂节点逼近零弯矩,通过反复迭代计算出最优初拉索力使主拱圈以轴向受压为主,保证施工过程中主拱圈在悬臂状态下的稳定性。     

增设RC拱肋加固圬工拱桥的设计要点及理论分析

提出了采用钢筋混凝土拱肋加固圬工拱桥结构的方法。以某上承式实腹圬工拱桥为实例,根据其病害的主要特点,结合对原桥承载能力的计算分析结果,采用增设钢筋混凝土拱肋的加固设计方案。然后,建立原拱圈采用板单元和新增拱肋采用杆系单元的有限元计算模型对加固后桥梁承载能力进行了理论分析,结果表明,加固后桥梁承载能力满足公路-Ⅱ级荷载。     

大跨度悬臂浇筑混凝土拱桥稳定性影响参数研究

拱桥是以承压为主的压弯构件,当主拱圈受到的荷载达到极限承载力时,拱桥往往会发生失稳破坏。对于采用悬臂浇筑法施工的钢筋混凝土拱桥来说,其施工过程中的受力体系包括未浇筑完成的主拱圈、扣塔以及扣锚索。在悬臂浇筑过程中,结构的受力不断发生变化,因此有必要对施工过程进行稳定性分析。本文基于已建立的悬臂浇筑混凝土拱桥有限元模型,选取最大悬臂浇筑阶段,采用第一类稳定问题的有限元分析方法,通过参数分析,研究了不同混凝土强度等级、拱肋刚度、主拱圈混凝土容重、扣塔刚度、扣塔高度、扣塔钢材容重等参数对于施工过程稳定性的影响,结果表明:这些参数对沙坨特大桥施工过程的稳定性影响显著,在施工过程中应考虑这些参数的影响,同时为今后的类似工程提供参考借鉴。     

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.