单拱肋外倾式钢管混凝土拱桥动力特性分析

章江大桥为国内少有的单拱肋外倾式钢管混凝土拱桥.通过建立ANSYS空间有限元模型来计算分析其自振频率和振型,着重研究主拱肋核心混凝土标号、稳定拱肋外倾角度、横撑与斜撑布置形式以及拱肋与桥面联结区刚度等结构参数对结构动力特性的影响.     

大跨径钢管混凝土拱桥稳定性研究

钢管混凝土拱桥在我国得到广泛应用,稳定性问题是制约钢管混凝土拱桥发展的重要因素之一。结合工程实践,采用大型通用有限元分析程序MIDAS／Civil对拱桥稳定性进行了研究分析,对钢管混凝土拱桥拱肋钢管的截面厚度、拱肋内填混凝土强度以及横撑布置形式对拱桥稳定性的影响进行研究。研究表明,拱肋钢管的截面厚度对拱桥稳定性影响较大,“米”字横撑布置形式比较合理。研究内容对提高该桥所采用稳定性措施的经济合理性有一定的借鉴意义。     

钢管混凝土拱桥的稳定分析

本文以滨海大道某钢管混凝土拱桥为背景,建立空间有限元模型,通过桥梁稳定系数的求解,对全桥稳定性进行分析;对钢管混凝土拱桥横撑的不同设置形式、刚度和拱肋刚度对稳定的影响进行对比分析,给出钢管混凝土拱桥横撑的设置要点。     

基于横撑非线性钢管混凝土拱桥抗震分析

基于OpenSees平台建立了钢管混凝土拱桥动力分析有限元模型,并与Midas Civil模型前五阶自振周期进行了校核.通过一条强震记录下的增量动力分析得出,拱肋3/8和5/8跨径处截面附近横撑单元最先屈服,并获得了大跨度钢管混凝土拱桥横撑非线性发展规律.分析了横撑构件采用线弹性和双线性两种本构模型时,拱脚、1/4截面和拱顶等拱肋关键截面的内力、位移结果,并对数据进行了分析比对.研究结果表明:钢管混凝土中承式拱桥在横桥向强震作用下,拱顶及拱肋与主梁连接处附近横撑均屈服.横撑采用双线性与线弹性本构模型相比,拱脚内力变化不大,拱肋1/4截面内力及拱顶内力和位移均减小,且随着横撑屈服单元增多,减小趋势越明显.     

横撑对钢管混凝土拱桥力学性能的影响分析

分析主拱肋上不同位置横撑对钢管混凝土拱桥力学性能的影响,利用有限元法分别计算不同横撑布置方式对钢管混凝土拱桥静力、动力和稳定性的影响,得出一些相关结论,为钢管混凝拱桥的研究和设计提供参考。     

横撑布置方式对钢管混凝土拱桥动力特性的影响

通过建立钢管混凝土拱桥有限元模型,详细研究了横撑布置方式对钢管混凝土拱桥动力特性的影响,结果表明:钢管混凝土拱桥主拱面外基频低于面内基频;横撑变化对其面外频率影响较大,但对面内频率几乎无影响;拱顶横撑与1/4跨处横撑对主拱的动力特性影响较大,拱脚横撑对主拱动力特性的影响不明显。     

钢管混凝土模型拱动力特性分析

通过振动台试验，获得了钢管混凝土模型拱结构的自振频率．利用结构分析软件SAP2000，采用三维梁单元，视钢管混凝土为组合材料，对结构动力特性进行了有限元计算，获得了结构的频率和振型，计算结果与试验结果吻合较好．为了扩大研究的范围，进一步分析了模型拱在不同条件下的动力特性．通过改变拱肋的刚度、横撑数目以及支撑条件，研究了结构频率和振型的变化，分析了影响钢管混凝土拱结构动力特性的因素．结果表明，加强横撑有利于提高结构的横向自振频率，拱肋刚度对结构自振频率影响不大．     

钢管混凝土拱桥的自振特性研究

本文采用有限元法通过四个算例，研究了中承式钢管混凝土拱桥、上承式钢管混凝土拱桥、提篮拱桥的自振特性，并探讨了横撑刚度对自振特性的影响，结果表明，上承式中承式拱桥都具有自振周期长，频率密集的特点，横撑构件的刚度对自振特性影响不大。     

大跨度中承式钢管混凝土拱桥的动力特性分析

以某大跨度中承式钢管混凝土拱桥为例,采用有限元分析商业软件MIDAS建立了三维有限元模型对其桥跨结构的自振频率进行了计算和分析。得到了其前十阶自振模态,并计算分析了横撑布置形式和布置数量、拱肋截面尺寸对桥梁动力特性的影响,计算结果可为该桥的施工以及运营阶段的健康检测和维护提供参考。     

简支下承式钢管混凝土系杆拱桥稳定性参数研究

针对简支下承式系杆拱桥拱肋较高而导致的结构稳定性问题，以简支下承式钢管混凝土系杆拱桥为例，结合midas Civil有限元软件建立三维空间模型，研究拱肋之间的横撑连接形式、拱肋矢跨比、拱肋刚度、拱肋倾角以及吊杆布置形式等参数对结构空间稳定性方面的影响规律。结果表明，拱肋横撑连接形式、拱肋矢跨比、拱肋刚度以及拱肋倾角均对结构的空间稳定性影响很大，而吊杆布置形式对结构空间稳定性影响很小，变化幅度仅为8.8%,因此在拱桥设计过程中需要对这些参数的取值进行对比分析，避免导致结构失稳出现安全事故。     

国内最大跨径钢管混凝土提篮拱桥的总体设计

某主跨360 m的钢管混凝土提篮拱桥为目前国内最大跨径的钢管混凝土提篮拱桥,介绍了其主拱肋、横撑、肋间横梁、吊杆及桥面系等主要结构设计要点,对主拱、主拱腹杆、横撑、吊杆及桥面钢格子梁进行了承载能力极限状态、正常使用极限状态和短暂状态的验算,对主桥进行稳定分析和动力计算。结果表明:结构设计满足规范要求,为我国大跨径钢管混凝土提篮拱桥的设计提供依据。     

大跨度刚架系杆拱桥的动力特性分析

针对大跨度刚架系杆拱桥的动力特性进行了分析,参考茅草街大桥的设计,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,分析了主拱肋内倾角、矢跨比、横撑的结构形式和布置方案以及宽跨比等参数的变化对刚架系杆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。     

哑铃型截面钢管混凝土拱桥动力特性和稳定性研究

以云南木高金沙江大桥为工程背景,采用有限元方法对哑铃型截面钢管混凝土拱桥的动力特性和稳定性进行了研究,分析了横撑布置形式、矢跨比等结构参数对该桥结构动力特性和稳定性的影响规律。计算结果表明：不同横撑布置形式下拱桥屈曲模态前3阶均为面外失稳,第4阶出现面内失稳,说明面外失稳是哑铃型截面拱桥的主要失稳形式;临近拱脚处设置为“K”撑和“米”撑的拱桥稳定系数分别比设置为一撑的拱桥安全系数增加57%和78%,说明改变横撑布置形式对于提升拱桥的整体稳定性有显著影响;矢跨比≤0.3时,拱桥稳定系数随着矢跨比增大而呈线性增加,矢跨比>0.3时,拱桥的稳定系数增加不明显,因此建议木高金沙江大桥的矢跨比为0.2～0.3较为合理。研究结果丰富了钢管混凝土拱桥动力特性的研究内容,可为哑铃型截面拱桥的设计与施工提供借鉴参考。     

钢管混凝土拱桥动力效应研究

为研究支承条件及矢跨比对钢管混凝土拱桥结构动力效应的影响,以主跨为(30+80+30) m的大桥为工程背景,对该桥建立ANSYS全桥模型,通过模态分析确定五阶模态的自振频率和阵型特征,进行横撑数量及矢跨比变化对钢管混凝土拱桥动力效应参数的影响分析,研究结果可为钢管拱桥设计、提高其动力性能提供理论依据。     

钢管混凝土拱桥的多维平稳随机地震响应

用随机振动理论，对钢管混凝土拱桥的多维地震响应的计算方法和响应特性进行了研究．提出了多维激励作用下的虚拟激励法，采用该方法分析了钢管混凝土拱桥在多维激励作用下的平稳随机响应特性，并探讨了主拱横撑刚度对结构响应特性的影响．结果表明，多维激励作用下的虚拟激励法与传统的随机振动理论具有相同的计算精度，但速度要快得多；横向激励和竖向激励对拱肋内力的影响较大，拱肋内力响应有随横撑剐度增大而增大的趋势。     

三肢桁式截面拱肋钢管混凝土拱桥动力特性优化

三肢桁式截面拱肋的钢管混凝土拱桥是一种新颖而实用的桥梁结构,在实际工程中已经得到了应用。针对目前此类桥梁的设计未考虑其动力特性而造成安全隐患,以某一工程为实例,在拱轴系数、矢跨比、截面特征系数与横撑设置等方面进行动力特性优化,采用有限元法为此类桥梁的设计提供依据。     

钢管混凝土劲性骨架拱桥混凝土外包过程非线性屈曲分析

劲性骨架拱桥混凝土外包阶段结构稳定性的准确把握是保障桥梁施工安全的关键.为了研究大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥混凝土外包过程稳定性,以某主跨为600 m的劲性骨架拱桥为研究对象,分析了混凝土外包施工过程中的劲性骨架拱的非线性屈曲行为,探究了几何非线性、材料非线性对主拱稳定性的影响;确定了可能发生局部失稳的构件,从稳定性机理出发确定构件失稳原因并提出稳定性加强措施.研究结果表明:随着外包混凝土的浇筑,主拱双重非线性表现地越来越明显,且结构的整体失稳之前部分构件可能已经出现了局部失稳;劲性骨架拱桥稳定性分析必须同时计入材料、几何非线性,否则会高估其稳定极限承载力,但只进行双重非线性分析可能不容易找到结构潜在的局部失稳的薄弱构造,为了更为清晰的认识主拱结构加载过程中的失稳机理,有必要仅分析材料非线性条件下结构受力行为的演化过程;主拱混凝土外包过程中靠近拱脚位置的横撑腹杆可能发生局部失稳的现象,增强横撑腹杆侧向支承能有效加强横撑腹杆稳定性.     

钢管坦拱桥拱上建筑联合作用分析

矢跨比小与1/5的拱桥通常称之为坦拱桥,该类拱桥的受力模式兼具梁桥受弯以及拱桥受压的特点。以一座钢管坦拱桥为工程背景,建立了有限元模型,对不同的加载模式下拱上建筑的联合作用进行了数值分析。结果表明:跨中部分拱上建筑的联合作用非常明显,其显著降低了未灌注混凝土拱肋部分的应力水平及挠度;在拱脚附近的拱上建筑联合作用较弱,仅对拱脚附近的拱肋应力水平有部分改善。该钢管坦拱桥结构受力合理,可为同类桥梁的设计提供借鉴和参考。     

结构参数变化对钢管混凝土拱桥动力特性的影响分析

以郑州黄河二桥主跨钢管混凝土拱桥为研究对象,采用ANSYS通用有限元程序,建立了该下承式钢管混凝土拱桥动力计算的整体空间有限元计算模型;探讨了17种不同工况和损伤对桥梁的动力特性的影响。计算结果表明:该钢管混凝土桥竖向刚度相对较强,面外刚度相对较弱;横撑的布置形式对桥跨结构的竖向刚度影响不大,但对桥梁结构对面外刚度影响较大;撑脚的损伤对结构的第1阶自振频率的影响比较敏感的,但对结构的竖向刚度影响不大;吊杆和桥面板的损伤对结构动力特性的影响基本没有变化。     

钢管混凝土拱桥拱肋表面防腐及防锈技术浅析

针对钢管混凝土拱桥拱肋锈蚀现象对结构耐久性造成的影响,分析了拱肋锈蚀产生的原因及各桥拱肋对防锈的不同要求,介绍了现阶段国内外钢管拱桥拱肋防护的新方法和新工艺,分析了各种防护工艺的优缺点;以某沿海区域钢管拱桥拱肋防腐体系病害情况为例,根据具体情况提出了有针对性的处治方法,为钢管拱桥拱肋防腐及防锈施工提供依据。