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。     

大跨简支系杆拱桥非线性稳定性

宁杭高速公路南河大桥为主桥130m跨径简支下承式钢管混凝土系杆拱桥。在考虑了拱桥非线性稳定性影响因素基础上,利用有限元ANSYS结构分析程序,建立了拱桥结构稳定性分析空间有限元模型,给出了该桥常见的失稳屈曲模态,研究了大跨简支系杆拱桥的非线性稳定性求解策略,并对南河大桥简支钢管混凝土系杆拱桥进行了非线性稳定性计算。结果表明,钢管混凝土拱脚处的拱肋首先形成塑性铰,破坏时的极限荷载达到正常使用荷载的3．50倍,满足稳定性要求。     

基于统一理论的蝶形拱桥空间稳定性分析

为考察多拱肋蝶形拱桥结构的稳定性,基于考虑钢管套箍作用的统一理论,对大跨度蝶形钢管混凝土拱桥的2类稳定问题进行了分析.通过计算特征值,得到了结构的第一类稳定安全系数;考虑结构的几何非线性和材料非线性,用荷载增量法迭代求解,得到了结构的极限承载力和第二类稳定安全系数.以太原市南中环主桥为工程背景,对该桥各施工阶段和成桥阶段的空间稳定性进行了分析.结果表明:用换算截面法和叠合单元法获得的稳定安全系数比用统一理论法获得的整体上略小,用统一理论法分析钢管混凝土拱桥的稳定性是可行的;蝶形拱桥的失稳形式以拱的面外扭转失稳为主;拱肋的初始缺陷、活载分布形式和横向风荷载等对结构稳定性均有不同程度的影响;结构的第二类稳定安全系数均小于第一类稳定安全系数.     

大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性分析

简要介绍了钢管混凝土拱桥稳定性分析的2种方法：线性屈曲和非线性弹塑性屈曲．以益阳茅草街钢管混凝土拱桥为例，建立了有限元分析模型，采用大型通用有限元分析程序ANSYS对其成桥稳定性进行了分析，并进一步探讨了结构的几何非线性、材料非线性和初始缺陷对该桥稳定性的影响．分析表明，接近失稳荷载时，拱顶已出现较大竖向位移，应考虑大位移对稳定性的影响；结构的初始缺陷和材料的塑性都使得结构的稳定性降低。     

铁路预应力混凝土连续梁桥竖向有载自振频率研究

计算了当20辆相同的提速客车通过40 m+4×72 m+40 m部分预应力混凝土六跨连续箱形梁桥时,车辆参数对桥梁竖向有载自振频率的影响.结果表明,车辆轮对簧下质量、车辆轮对悬挂弹簧刚度、车辆长度、车体质量等对桥梁竖向有载自振频率有影响,而列车的行车速度对桥梁竖向有载自振频率没有影响.     

大跨度钢管混凝土桁式拱桥非线性稳定性分析

大跨度钢管混凝土拱桥的宽跨比较小,拱肋的横向稳定成为桥梁安全的关键问题。目前对钢管混凝土拱桥的稳定分析主要采用弹性理论,同时选用较大的稳定系数来保证桥梁安全。介绍同时考虑材料非线性和几何非线性的钢管混凝土拱桥稳定性分析方法,并采用该方法对南浦大桥的稳定性进行分析,结果表明几何非线性对该桥稳定性影响较小,而材料非线性对该桥稳定性影响较大。提出在分析钢管混凝土拱桥稳定性同时应考虑几何非线性和材料非线性的结论。     

脱空对钢管混凝土拱桥整体稳定性影响分析

钢管混凝土拱桥由于可以很好地发挥钢材和混凝土的优势,在我国现代桥梁的发展中占居十分重要的位置,但是钢管混凝土拱桥在施工及运营过程中经常出现脱空问题。首先讨论产生脱空的原因,然后建立了空间有限元模型,讨论脱空对钢筋混凝土拱桥整体稳定性的影响,分析结果表明：钢管与混凝土的脱空会降低钢管混凝土拱桥的整体稳定性,随着脱空范围的不断增加,钢管混凝土拱桥的稳定系数不断降低。当脱空长度为拱肋长度的1/2时,全桥布载、半桥布载与半侧布载情况下拱桥的稳定安全系数分别降低了14％、18％、23％。钢管混凝土中的脱空问题应引起足够重视。     

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.     

大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段稳定性分析

以新龙门大桥为工程依托,考虑钢管和混凝土的三向受力本构关系,利用ANSYS建立了空间有限元模型,从特征值屈曲、几何非线性失稳、几何材料双重非线性失稳3个方面分析了该桥整个施工阶段的稳定问题。结果表明:钢管混凝土拱桥在整个施工过程中受稳定性影响较大,稳定系数有不断下降的趋势,考虑双重非线性的稳定系数与特征值屈曲分析相比差别较大,最大可达30%。     

大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段稳定性分析

以新龙门大桥为工程依托,考虑钢管和混凝土的三向受力本构关系,利用ANSYS建立了空间有限元模型,从特征值屈曲、几何非线性失稳、几何材料双重非线性失稳3个方面分析了该桥整个施工阶段的稳定问题。结果表明:钢管混凝土拱桥在整个施工过程中受稳定性影响较大,稳定系数有不断下降的趋势,考虑双重非线性的稳定系数与特征值屈曲分析相比差别较大,最大可达30%。     

悬浇连续梁桥临时固结钢管混凝土柱稳定性分析

以福建省南平市某快速通道上跨铁路连续箱梁桥为例,对悬臂浇筑施工连续箱梁桥临时墩梁固结所用墩旁钢管混凝土柱进行了稳定性分析。计算了墩旁钢管混凝土柱第一类和第二类稳定安全系数,并分析了几何缺陷、边界条件变化、核心混凝土受约束情况对第一类和第二类稳定安全系数影响。结果表明,墩旁钢管混凝土柱第二类稳定安全系数为第一类稳定安全系数的0.323倍,核心混凝土无约束时降为0.235倍;几何缺陷对钢管混凝土柱第一类和第二类稳定安全系数影响均较小;柱端边界条件变化对墩旁钢管混凝土柱第一类稳定安全系数影响显著,对第二类稳定安全系数影响较小。采用墩旁钢管混凝土柱做临时固结时,应确保柱端构造安全可靠。     

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。     

新月型钢管混凝土拱桥极限承载能力分析

为了研究结构参数对新月型钢管混凝土拱桥极限承载力的影响,基于考虑约束效应的核心混凝土本构关系,对新月型拱桥的极值点稳定问题进行了分析.首先通过特征值分析,获取对结构承载能力最不利的荷载工况;其次在该工况下考虑结构的几何非线性和材料非线性,采用Riks法迭代求解,得到结构的极限承载力和稳定安全系数;最后以石棉大渡河桥为工程背景,研究了主副拱肋夹角、钢管材料强度、核心混凝土强度、含钢率等结构参数对极限承载能力的影响.研究结果表明:新月拱的失稳形式为拱肋整体的横向失稳,结构的稳定性主要取决于恒载大小;考虑几何非线性后,极限承载能力下降3%,当初始缺陷从1%增加至10%时,极限承载能力下降1%,考虑材料非线性后,承载能力下降55%;含钢率增加至1.5倍时,稳定安全系数提高19.0%;核心混凝土强度从C50提高至C60时,稳定安全系数提高12.0%;钢材强度从Q345提高至Q420时,稳定安全系数提高9.6%;随主副拱肋夹角从10°变化至25°时,稳定安全系数降低5.9%.     

基于滑移理论的大跨径钢管混凝土拱桥稳定性分析

钢管混凝土结构在桥梁及建筑工程中得到广泛应用,而钢管和混凝土之间的黏结滑移性不仅对钢管混凝土结构承载力有影响,而且对其稳定性也有较大影响。在研究了钢管与混凝土的黏结理论的基础上,建立了钢管与混凝土之间黏结的本构关系,利用现有结构分析程序采用黏结滑移单元实现了这种本构关系下的模拟和分析,通过示例说明了钢管与混凝土的黏结程度对钢管混凝土拱桥的整体屈曲荷载和安全稳定性系数的影响,研究结果表明如果以黏结紧密且无相对滑移为设计依据,所得出的拱桥的稳定性结果偏于不安全。     

基于滑移理论的大跨径钢管混凝土拱桥稳定性分析

钢管混凝土结构在桥梁及建筑工程中得到广泛应用,而钢管和混凝土之间的黏结滑移性不仅对钢管混凝土结构承载力有影响,而且对其稳定性也有较大影响。在研究了钢管与混凝土的黏结理论的基础上,建立了钢管与混凝土之间黏结的本构关系,利用现有结构分析程序采用黏结滑移单元实现了这种本构关系下的模拟和分析,通过示例说明了钢管与混凝土的黏结程度对钢管混凝土拱桥的整体屈曲荷载和安全稳定性系数的影响,研究结果表明如果以黏结紧密且无相对滑移为设计依据,所得出的拱桥的稳定性结果偏于不安全。     

下承式钢管混凝土系杆拱桥施工监控技术浅析

以下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工工序来分析其施工监控技术,希望对今后混凝土系杆拱桥的施工监控起到借鉴意义。沙颍河大桥上部结构为单跨112 m下承式钢管混凝土系杆拱,为刚性系梁拱,计算跨径L=108.0 m拱轴线为二次抛物线,矢跨比为1/5,矢高21.6 m。     

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.     

岔桥相对位置对列车-道岔-桥梁耦合振动的影响

为确定合理的岔桥相对位置,建立了列车-道岔-桥梁耦合系统的振动分析模型,用数值模拟法,分析了350 km/h、18号渡线道岔布置于6×32 m的连续梁上,岔桥相对位置对列车、道岔及桥梁的各项动力特性的影响.结果表明:岔桥相对位置对最大动轮载、轮缘力、尖轨及心轨开口量、车体运行平稳性的影响不显著,对最大减载率、脱轨系数、钢轨动应力及桥梁振动加速度的影响较大;最优的岔桥相对位置是道岔辙叉部分布置在列车运行方向上距离第3跨桥墩1/8~1/4跨范围内.     

太原机场快速路总体设计

概述本项目采用分幅设计,左线长3.095km,右线长2.836km,左线桥起点桩号为ZK0+124.000,终点桩号为ZK2+645.000,桥梁孔跨长度为2521m,共分为20联;右线桥起点桩号为YK0+402.000,终点桩号为YK2+736.5,桥梁孔跨长度为2334.5m,共分为16联。高架桥主要采用现浇连续梁上部结构,左线9、11号桥,右线29号桥跨越武宿枢纽和机场路,采用钢箱梁上部结构形式;其余各桥均采用现浇预应力混凝土连续箱梁上部结构。桥型示意图如图1。     

小宽跨比空钢管系杆拱桥稳定性研究

为了研究小宽跨比空钢管系杆拱桥的稳定性,以漳平粉煤灰综合利用项目跨河桥梁工程为背景,采用有限元软件ANSYS建立拱桥三维模型。通过有限元软件分析该桥在正常使用以及偏载和检修荷载等几种不同工况下的屈曲形状和荷载屈曲系数来研究其稳定性,结果表明:该桥的面外刚度偏弱,容易发生面外失稳。