圆弧拱的平面屈曲分析

文中采用结构弹性稳定理论与方法,对圆弧拱在均布法向荷载作用下平面内屈曲问题进行求解和分析,得出了等截面两铰拱、无铰拱和三铰拱的临界荷载解析解;通过数值计算与分析,对影响拱结构稳定性的各因素进行了分析与讨论。     

集中荷载作用弹性约束圆弧拱的面内屈曲特性

研究了跨中在集中荷载作用下的两端采用不同径向、轴向弹性约束的圆弧拱的面内稳定性。利用拱结构的变形几何关系和能量变分原理推导了圆弧拱考虑外部集中力、弹性约束边界时的非线性平衡方程,建立了外荷载、结构内力、径向位移三者之间的对应关系,通过定义拱的深浅参数和约束刚度参数对屈曲过程中的荷载-内力、荷载-位移曲线进行了分析,通过屈曲分析进而得到圆弧拱发生失稳时的临界荷载。结果表明:本文方法所得屈曲路径、屈曲荷载与有限元法所得结论吻合良好;另一方面,对集中荷载作用下圆弧拱采用不同径向、轴向弹性约束刚度和结构的深浅程度等结构参数时的屈曲路径、临界荷载进行了分析,结果表明约束刚度和深浅参数对面内稳定性影响显著。     

大跨度连续刚构柔性拱组合结构受力效应分析

为研究大跨度连续刚构柔性拱组合结构受力效应,以宜万铁路宜昌长江大桥为背景,在总结该类结构体系特点的基础上,采用桥梁博士分析软件建立全桥平面有限元模型,对全桥桥面施加竖向均布荷载(二期恒载),分析拱梁内力、竖向荷载及跨中截面弯矩的分配;将该桥与孔跨组成及截面尺寸完全相同的连续刚构桥在恒、活载作用下的结构内力进行对比,分析组合结构的拱梁组合效应。分析结果表明:在竖向均布荷载作用下,连续刚构柔性拱组合结构跨中范围吊杆轴力增加较大;结构跨中截面总弯矩绝大部分已转化为拱肋压力与主梁拉力;与连续刚构相比,活载作用下,连续刚构柔性拱组合结构的主梁弯矩显著减小,结构刚度提高较大,柔性拱作用明显。     

重庆菜园坝长江大桥主拱静力稳定性分析

采用几何非线性屈曲分析程序对菜园坝长江大桥主拱稳定性进行了详细的分析,给出载荷作用下主拱拱肋随荷载增加的变形和截面应力全过程曲线,深入分析了其失稳模态和横向扰动荷载对主拱的失稳过程的影响.     

重庆菜园坝长江大桥主拱静力稳定性分析

采用几何非线性屈曲分析程序对菜园坝长江大桥主拱稳定性进行了详细的分析,给出载荷作用下主拱拱肋随荷载增加的变形和截面应力全过程曲线,深入分析了其失稳模态和横向扰动荷载对主拱的失稳过程的影响.     

连续刚构桥的剪力滞效应分析

针对桥宽28m的单箱三室连续刚构组合桥梁,分别建立了考虑桩—土相互作用的变截面三维梁单元模型和三维实体、板壳组合模型,分析了桥梁在均布荷载和集中荷载作用下的剪力滞效应,并讨论了两种模型对动力特性的影响。结果表明,均布荷载与集中荷载作用下箱梁的剪力滞效应明显不同,对于地震时程反应分析而言,考虑桩—土相互作用的变截面三维梁单元可以满足工程要求,并具有计算效率高的特点。     

连续刚构箱梁桥的剪力滞效应分析

根据一座单箱三室连续刚构组合桥梁,考虑桩-土相互作用分别建立了变截面三维梁单元和三维实体、板壳单元组合两种有限元模型,分析了桥梁在均布荷载和集中荷载作用下的剪力滞效应,并讨论了两种计算模型对动力特性的影响。结果表明,在均布荷载与集中荷载作用下箱梁的剪力滞效应明显不同,对于地震时程反应分析而言,采用变截面三维梁单元模型计算效率较高。所得的分析结果对指导这类桥梁的设计具有重要的工程实用价值。     

等截面空腹式拱桥恒载压力线的参数方程解析解及其运用

基于主拱圈自重表示为沿弧长方向的均布荷载,桥面恒载表示为沿跨度方向的均布荷载,建立平衡微分方程,引入参数解微分方程得到等截面空腹式拱桥压力线的解析解,计算方便、简洁,力学概念清晰。经过算例证明:选用该压力线作为拱轴线时主拱圈各截面恒载弯矩接近于0。同时,研究了采用悬链线和抛物线来拟合等截面空腹式拱桥压力线的情况,当选取的拱轴系数合适时,采用悬链线来拟合压力线是合适的。在求得等截面空腹式拱桥压力线解析解的基础上,还研究了荷载形式和矢跨比对压力线线形的影响。     

正拱斜置变截面悬链线坡拱桥的受力分析

对正拱斜置变截面悬链线坡拱桥的受力分析方法作了介绍，导出在单位水平移动荷载作用下，拱圈内力与支承反力影响线的计算公式。     

某提篮拱拱肋稳定分析

以宜兴市梅林大桥为工程背景,拱肋为变截面,且面内有多根吊杆,面外有多道横撑,面内外的稳定系数无法根据规范和理论公式直接得出,需借助有限元软件MIDAS/Civil建立屈曲分析模型,得到一阶面内外失稳安全系数,并求出屈曲临界荷载,并通过欧拉公式反推求得拱肋面内外长细比,查表求出整体稳定系数φx、φy。并分析和总结拱肋间横撑对某提篮拱桥稳定性的影响。     

洛三高速公路许沟特大桥主拱稳定性研究

针对许沟特大桥主跨220m钢筋混凝土等截面悬链线箱形无铰拱,根据运营阶段拱桥的实际受载情况,应用ANSYS有限元程序,分析主拱的屈曲模态及临界荷载;考虑几何非线性因素、材料的非线性特性,研究假想荷载不断增大情况下主拱的稳定性,更进一步了解主拱的稳定极限荷载。经成桥荷载试验,大桥稳定性满足使用要求。     

宁波市甬江大桥异形截面拱肋受力机理研究

宁波市甬江大桥采用双肢钢箱提篮拱桥,跨中315m范围内拱肋截面为凸状异形截面,受力较复杂。为研究双肢钢箱提篮拱桥受力机理,采用大型有限元软件Ansys建立三维混合有限元模型,并对其在不同荷载工况下的拱肋受力特性、结构弹性特征、屈曲特性进行研究,以验证大桥结构设计的合理性、截面的可靠性。     

钢管混凝土拱的材料非线性分析

利用有限元分析软件,对钢管混凝土拱在均布荷载作用下的内力和变形进行计算,得出了荷载-拱顶位移的全过程曲线,分析了矢跨比等因素对钢管混凝土拱非线性力学性能的影响。     

超静定拱内力的简化计算

用矩阵位移法分析了超静定拱水平推力的变化规律。探讨了相同条件下超静定拱水平推力与三铰拱水平推力的关系,建立了均布竖向荷载作用下超静定拱水平推力的计算公式,据此简化了超静定拱内力计算过程,并举例应用。     

大跨波形钢腹板连续箱梁桥有效分布宽度研究

波形钢腹板组合箱梁桥与钢筋混凝土箱梁桥一样,箱梁翼板也存在剪力滞效应.为研究大跨度变截面波形钢腹板组合连续箱梁的剪力滞效应,采用ANSYS的APDL参数化建模方法建立了典型的三跨式波形钢腹板组合连续箱梁桥的有限元模型,计算分析了集中(均布)荷载作用下变截面箱梁几何参数(腹板尺寸、宽高比、宽跨比、变截面)对于剪力滞系数的...     

梁拱组合桥梁的拱梁荷载分担比例研究

将外部静定、内部高次超静定的梁拱组合桥梁分解成梁拱闭合体和吊杆2种构件,并且将吊杆力假定为膜张力,求解出梁拱组合桥梁在均布荷载作用下拱肋分担的荷载大小及其修正系数,明确了其传力途径,求出了梁拱分担的荷载比例力学表达式,并讨论了拱梁荷载比影响因素及其关系.     

变截面箱梁翼缘有效宽度计算

应用作者建立的改进有限段法，分析了变截面简支箱梁、悬臂箱梁和连续箱梁翼缘的正就人力等效原理，确定了三种体系在均布荷载、梯形荷 和集中苛载作用下翼缘的有铲宽度，并编制了随梁高经和宽跨比变化的有效宽度比的实用计算用表，可供设计参考。     

大跨连续刚构桥的高墩弹性稳定分析

基于经典弹性理论判别等截面柱在均布荷载及风载作用下的一阶失稳模态，然后根据有限元方法．应用大型通用软件ANSYS，对连续剐构桥施工过程的高墩弹性稳定进行了分析，算得其失稳模态、失稳特征值以及临界荷载，比较了2种方法的分析结果；并且对连续刚构桥高墩的失稳安全储备给予一定建议。     

大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计

香火岩特大桥主桥为上承式钢管混凝土拱桥,主拱计算跨径为300m。主拱采用悬链线形,拱肋采用六肢钢管组成的等宽度变高度空间桁架结构,拱脚截面径向高9.0m,拱顶截面径向高5.0m,拱肋腹杆采用钢箱或开口的工字钢断面。拱上立柱为排架式空心矩形薄壁截面钢箱结构,桥面系采用预应力混凝土T梁。主拱采用无支架斜拉扣挂缆索吊装系统施工,节段接头在安装时弦管通过内法兰盘用高强螺栓栓接。采用通用有限元程序MIDAS Civil进行全桥结构施工、运营阶段静力分析,结果表明结构设计满足规范要求。     

不同截面形状隧道格栅拱架竖向承载能力对比

为解决不同截面形式的格栅拱架构件竖向承载能力不明确的问题,对4 种不同类型的隧道格栅拱架模型进行设计、加工、加 载、分析,同时利用ANSYS 有限元软件对模型的变形能力以及截面边长、厚度的改变对拱架稳定性的影响进行分析。研究结果表 明: 1)拱架采用双拱形式比单拱形式更具有良好的力学性能,外立柱比内立柱多分担50%的荷载; 2)选择截面边长尺寸为18 mm、 厚4 mm 的模型,能使材料性能得到充分的利用,进而降低工程造价; 3)拱架的变弯点处易发生应力集中,使得喷射混凝土结构更 易损坏,必要时应加强监控,并应尽可能地使拱架圆顺、减少连接节点,以减少应力集中。