小宽跨比系杆拱桥面外稳定性研究

文章以某跨径为90m的下承式钢管混凝土系杆拱桥为例,利用大型通用有限元软件Midas Civil建立该桥模型,针对系杆拱桥的荷载工况、不同横撑形式、数量和刚度、矢跨比进行了系统的分析,研究其对小宽跨比钢管混凝土系杆拱桥横向稳定性的影响。结果表明:不同的布载方式会改变结构的屈曲失稳模态;不对称布载方式会降低拱桥的稳定性;增加横撑数量和刚度、合理选择横撑形式和适当降低矢跨比能够有效地提高小宽跨比系杆拱桥的面外稳定性。     

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。     

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。     

中承式钢管混凝土系杆拱桥空间稳定性分析

随着钢管混凝土结构的广泛应用,其空间稳定性问题也越来越多的显现出来,相关的研究也变得有意义。以某3跨(20 m+85 m+20 m)中承式钢管混凝土系杆拱桥作为工程背景,对其建立模型并且进行线弹性稳定分析。结果表明:该桥在成桥状态下活载对其稳定性影响较小,稳定性系数的大小主要由结构恒载决定;结构的一阶失稳模态一般为面外失稳;横撑的布置形式也对桥梁屈曲安全系数有较大影响;矢跨比在1/3~1/4.5区间内时桥梁屈曲安全系数较大,桥梁整体稳定性较好。     

横撑布置对钢管混凝土拱桥动力及稳定性影响的探讨

应用midas程序建立了有限元计算模型，探讨了不同横撑布置形式对钢管混凝土拱桥动力特性和稳定性的影响。结果表明，不同横撑的布置形式对拱桥横向稳定性影响明显，设计时应综合考虑横撑的类型和位置，才能使横撑充分发挥作用。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

拱肋高度基于余弦曲线变化的钢管混凝土拱桥设计方法

大跨度钢管混凝土拱桥大多采用等宽变高的截面形式。分析了李特公式中影响变截面高度的设计参数,在此基础上提出了钢管拱变截面高度设计的一种新方法：将拱肋截面高度定义为拱顶高度与拱轴水平倾角余弦值的幂次方之比,幂次方由拱顶高度、拱脚高度和拱轴线方程唯一确定。结合钢管混凝土拱桥常用的矢跨比和拱轴系数,给出了幂次方的取值范围。为验证该方法在大跨度钢管拱设计中的可行性,开展了两座钢管混凝土拱桥的动力特性与弹性稳定分析。结果表明,采用该方法设计的钢管混凝土变截面拱,与设计文件和李特公式的计算结果相比,钢管拱弦杆轴力差异在1.7%～7.0%,动力特性、弹性稳定以及腹杆应力差异在5%内。文中提出的设计方法可以为今后钢管混凝土拱桥设计提供参考。     

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。     

茅草街大桥空间稳定性分析

利用大型通用有限元分析软件ANSYS,对茅草街大桥空间稳定性进行了研究,并对影响其稳定性的因素做了分析和总结。研究结果表明,拱肋的宽跨比、横撑和拱肋内倾角对大桥的稳定性影响比较大;而吊杆布置形式和矢跨比对稳定性也有一定的影响,但影响较小。     

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.     

飞燕式钢管混凝土拱桥稳定性影响因素分析

利用大型通用有限元软件建立某飞燕式钢管混凝拱桥的结构计算模型,对其成桥阶段各工况的稳定性进行数值模拟分析,计算线弹性、几何非线性及材料非线性稳定安全系数并比较其对稳定性的影响程度;同时,对影响飞燕式钢管混凝土拱桥稳定性的主要因素展开讨论,计算分析拱轴系数、矢跨比、宽跨比、拱肋刚度、吊杆刚度、吊杆非保向力以及风撑的数量、形式和刚度等各类因素对此类桥梁稳定的影响,研究不同取值状况下结构稳定的影响因素取值或形式的合理范围.     

双肋拱桥横向稳定性分析

利用最小势能原理推导了肋拱桥结构在外荷载作用下侧倾稳定临界力的近似解析解.通过讨论横撑设置及刚度的变化并结合某座钢筋混凝土双肋系杆拱桥在成桥阶段的稳定性有限元分析结果,探讨了横撑形式与类型对双肋拱桥的稳定系数和失稳模态的影响规律,并对该类桥梁的横撑设计提出了可供参考的建议.     

中承式钢管混凝土拱桥拱肋灌注方案设计及比选研究

以某中承式钢管混凝土拱桥工程为研究背景,运用Midas/civi软件建立拱桥有限元模型,针对三种不同混凝土灌注拱肋弦钢管方案展开了应力、稳定性及自振特性对比分析,得出以下结论:LC60混凝土灌注拱肋弦钢管的应力最小且稳定性最优,同时各振型阶次的频率及特征与其余两种混凝土基本无差异,故该拱桥灌注方案建议选用LC60混凝土;采取增设横撑、增大横撑刚度、改变混凝土弹性模量或密度的方式可有效提升拱桥结构的稳定性;混凝土弹性模量和密度对拱桥结构自振特性影响较小。