客运专线下承式系杆拱桥极限承载力分析

为掌握铁路下承式系杆拱桥的极限承载力特性,以新建海南东环客运专线上跨度为61.5m的双线下承式系杆拱桥为背景进行研究.分别采用MIDAS Civil和OpenSEES建立该桥弹性和弹塑性有限元分析模型,采用纤维梁柱单元模拟钢筋混凝土拱肋的非线性响应,分析该桥极限承载力及初始缺陷对其极限承载力的影响.分析结果表明:具初始缺陷的铁路下承式系杆拱桥失稳特征为拱肋侧向位移过大、拱脚形成塑性铰而达到极限承载力,表现为极值点失稳;该类桥梁极限承载力计算需要同时考虑材料几何双重非线性因素影响;随着拱顶初始缺陷增大,该类桥梁桥面外极限承载力有所减小.     

大跨度外倾式拱桥稳定及极限承载力分析

为研究外倾式拱桥稳定及极限承载力问题,以九堡大桥为背景,建立有限元分析模型,分别计算了该桥线性屈曲、几何非线性稳定(分别考虑初始缺陷以及材料非线性)、弹塑性稳定状态下的稳定系数,对失稳机理以及车道荷载和静风荷载作用下的极限承载力进行分析,在此基础上讨论了荷载及横撑布置对极限承载力的影响。分析结果表明:几何非线性对于刚度较大的钢拱桥稳定的影响不大,而材料非线性对极限承载力的影响显著,弹性稳定分析会过高地估计钢拱桥的极限承载力;外倾式拱桥的失稳多为面外失稳形式,且副拱拱顶横撑对稳定的影响较小。     

拱肋倾角对中承式系杆拱桥极限承载力的影响

中承式系杆拱桥的极限承载力是材料非线性和几何非线性等多种因素共同作用的结果。论述了系杆拱的极限承载力以及钢管混凝土的本构关系,并通过有限元方法研究了不同拱肋倾角（垂直、内倾、外倾）及荷载布置情况对三跨中承式系杆拱桥极限承载力的影响。     

钢管混凝土系杆拱桥关键节点的受力行为

为研究钢管混凝土系杆拱桥关键节点的受力行为,以某钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,采用有限元方法对其全过程非线性受力行为进行深入分析。首先,建立钢管混凝土拱桥整体模型,对其整体受力行为进行分析,提取系杆拱桥关键节点在设计荷载工况下的最不利内力情况;然后以力边界条件形式施加给节点三维精细有限元模型,对拱脚节点和拱肋吊装节点在设计荷载工况下进行应力分析,探讨2种节点在设计荷载工况下的受力行为;最后,考虑材料非线性行为,采用弧长法对2类节点极限承载力进行分析,探讨其承载非线性行为及安全储备。研究结果表明:这2种节点构造形式在设计荷载工况下均安全可靠,且具有较大的安全储备;拱脚节点区拱肋钢管与系梁上翼缘板相交处存在明显的应力集中现象,该处构造复杂,焊缝多,设计时应重点关注;吊装节点区下弦钢管径向刚度小,采用环向加劲肋加强后,对钢管刚度及承载力均有显著改善。     

钢管混凝土拱桥动力性能及抗震性能研究

运用ANSYS二次开发功能参数化建模,分析研究拱肋横撑、拱肋倾角、桥墩刚度、拱肋矢跨比等设计指标对下承式刚架系杆拱桥的动力性能与地震响应性能的影响,总结下承式刚架系杆拱拱桥的动力学变化规律及地震响应变化规律.     

无横撑下承式系杆拱桥侧倾稳定临界荷载的一般公式

通过对系杆拱桥作用在拱肋上的荷载性质进行了分析,采用能量法推导出无横撑下承式系杆拱桥侧倾稳定临界荷载的一般公式。指出系杆拱桥侧倾稳定存在有2种临界荷载,即自重荷载直接作用的临界荷载和吊杆拉力等效薄膜力的临界荷载,并通过算例对自重荷载直接作用的临界荷载所提出的方法和有限元法进行了比较验证。     

主跨136m空间钢桁拱与预应力混凝土梁组合桥受力性能分析

为研究空间钢桁拱与预应力混凝土梁组合桥的力学性能，以广州市从化大桥为例，采用空间有限元分析软件对影响空间钢桁拱稳定性的主要控制因素以及拱与主梁抗弯刚度变化等对结构内力和位移的影响进行了参数分析。结果表明拱肋刚度对桥梁整体稳定性影响较大，横、斜撑刚度的影响不大；只有中间吊杆时，拱肋的稳定性较差；主梁刚度对桥梁受力影响较大；吊杆初始张拉力大小影响恒载作用下主梁和拱肋的受力状态。     

深圳市芙蓉大桥连续钢管拱系杆拱桥空间稳定性分析

基于有限变形理论，考虑结构几何非线性，建立了考虑体系转换及初始力影响的钢管拱桥空间稳定分析方法及设计程序；对深圳市芙蓉大桥连续纲管拱系杆拱桥进行了施工过程及成桥阶段空间分析，提出了各施工阶段的空间稳定安全系数，探讨了成桥阶段吊杆、桥面系刚度、拱上横撑、施工误差等因素对稳定性的影响。     

钢管混凝土系杆拱桥吊杆布置形式对结构稳定与动力性能的影响

钢管混凝土系杆拱桥通过吊杆将桥道系和拱肋联成整体,共同承受荷载。吊杆的布置形式对结构力学性能有较大的影响。对一座钢管混凝土系杆拱桥进行计算分析,比较了直吊杆和3种斜吊杆布置形式下结构的稳定与动力性能。结果表明,采用斜吊杆可提高系杆拱桥面内刚度,减少地震作用下面内位移。     

某异型系杆拱桥空间力学特性分析

为研究斜吊杆异型系杆拱桥的空间力学特性,以某异型系杆拱桥为研究对象,采用MIDAS Civil建立该桥空间有限元模型,分析其在施工和使用阶段的静、动力特性及结构稳定性.分析结果表明:该桥斜吊杆附加应力对拱肋影响较大,全桥纵、横梁框架体系整体刚度较大,拱肋挠度对整体降温比较敏感,使用阶段各吊杆应力幅比较均匀,为50 MPa左右;拱肋侧倾刚度较小,拱肋刚度对全桥刚度贡献较大,各阶段稳定系数均较高;吊杆调索对全桥应力水平有较大影响,施工中应予注意.     

雁荡山特大桥主桥上部结构设计与计算

雁荡山特大桥为连续钢箱叠合拱桥结构,其主梁由2×90 m连续钢箱梁组成,主拱采用2榀平行钢箱拱肋,设计矢高18.00 m,2孔钢箱主拱间设置钢箱辅助拱,分别在每孔主拱拱肋之间设7道一字横撑和2道X形组合横撑,辅助拱肋设8道一字横撑,并在每孔设13对吊杆.利用ANSYS软件建立全桥空间有限元模型,分析各种荷载下的结构受力和拱脚局部受力,结果表明桥梁的承载力、刚度及局部应力均满足规范要求.     

大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥极限承载力分析

针对大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥在变形、失稳破坏期间产生的材料和几何非线性特性,对这种桥型的非线性分析理论和分析方法进行了研究,并以宜万线上某大桥为例,进行了静力荷载作用下的极限承载力分析;此外,对该桥的刚度问题、设计荷载下的应力控制区域等问题进行了研究。研究结果表明,钢管混凝土肋拱具有较好的弹塑性性能和较高的承载能力。     

汕头市光华钢管混凝土系杆拱桥设计

汕头市光华桥是一座跨径63.8m、桥宽30m的下承式钢管混凝土系杆拱桥，本文介绍该桥的总体设计，以及拱肋、拱脚、系梁、吊杆、风撑等系杆拱桥主要构件的设计特点，简述系杆拱桥的内力特性及施工概况。     

预应力混凝土系杆拱桥的设计与施工(2)

(接上期) 2 系杆拱桥设计要点系杆拱桥,主要指钢管混凝土拱肋、预应力混凝土系梁及横梁、柔性吊杆、桥面板等组成的拱梁组合桥梁。设计要点着重研究系杆拱范围内桥型方案选择,或称方案设计,总体布置及各构件设计,即确定相关尺寸的经验,细部构造,以及有关设计计算的原则与要点,并结合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)相关条文的实施及经验。     

飞燕式钢箱系杆拱桥吊杆疲劳性能影响因素研究

飞燕式系杆拱桥由于受力合理,造型优美,已成为应用广泛的桥型之一。吊杆作为拱桥桥面与拱肋之间的重要传力构件,极易发生疲劳破坏。以某飞燕式钢箱系杆拱桥为例,探究拱桥吊杆设计参数对吊杆疲劳受力特性的影响,结果表明,吊杆的最大应力和应力幅均会随着吊杆间距减小而降低,边吊杆距拱脚距离的减小和吊杆截面积的增大会明显改善边吊杆的疲劳受力特性,这一结论可供提高飞燕式钢箱系杆拱桥吊杆疲劳性能的设计参考。     

考虑结构损伤的CFST拱桥极限承载力分析

为研究大跨度钢管混凝土拱桥在结构受到损伤情况下的极限承载力,以某特大桥为例,假定该桥在营运阶段主拱圈拱脚根部截面受到损伤,借助通用有限元程序ANSYS建立相应的空间有限元模型,研究过程中引入考虑套箍效应的钢管内混凝土本构关系,对该类桥型的拱脚关键部位损伤前后,在3种不同工况下极限承载力进行了对比分析,得出了相应的极限荷载系数、破坏模式以及荷载-位移曲线之间的关系。结果表明：在该类结构极限承载力分析过程中,非线性效应十分明显;关键部位的轻微损伤对该类结构的极限承载力有较为明显的影响,但不影响结构破坏的模式;在结构的极限承载力分析中,必须考虑几何与材料的双重非线性特性的影响。     

系杆拱桥拱脚等效静力刚度及其对全桥力学性能的影响研究

目前在系杆拱桥全桥有限元模型中,拱脚多采用与拱肋相一致的刚度,使得荷载响应与实际结构有显著差异。为得到更真实的系杆拱桥荷载响应,通过建立具有可比性的拱脚局部精细化实体模型和变刚度的局部杆系模型,定义基于位移响应差值的等效静力刚度指标,提出了适用于系杆拱桥拱脚的等效静力刚度理论。作为一个应用实例,将上述理论应用于罗蕴河拱桥的全桥力学性能分析中,结果表明在不考虑该理论的情况下,拱肋挠度验算过于保守,而吊杆的疲劳验算则偏不安全。提出的拱脚等效静力刚度理论将为系杆拱桥吊杆疲劳性能研究提供一定的理论基础。     

网拱应用综述

网拱是指采用斜吊杆且斜吊杆至少交叉两次的系杆拱。该文介绍了网拱在国外的应用发展概况,桥型特点,拱肋、系梁、吊杆以及吊杆与拱肋和系梁的联结等主要构造,给出了两个典型桥例。以供我国网拱应用参考。     

某三拱肋系杆拱桥设计与受力分析

在城市桥梁建设中,对于桥面较宽且中分带受到道路总体布置限制的情况,常采用三拱肋系杆拱桥的形式。与常见的两拱肋系杆拱桥相比,三拱肋系杆拱桥由于空间上中拱片与边拱片刚度的差异,导致其受力更为复杂。以一座88 m三拱肋系杆拱桥为例,通过有限元整体分析、局部分析等方法,对三拱肋系杆拱桥的设计关键节点进行初步分析和探讨。分析表明,该桥在正常使用以及吊杆偶然断裂的情况下均满足要求,结构安全可靠。     

拱肋面外稳定的实用计算方法

应用初始缺陷准则,建立拱肋面外稳定实用计算模型,将空间稳定问题转化为考虑了吊杆保向力效应的平面稳定问题,并编制出相应计算程序。在安徽怀远三桥三孔60m+84m+60m钢管混凝土拱肋系杆拱桥设计优化中,以此对拱肋面外稳定进行了详细的分析计算,为简化中跨拱肋风撑,取消边跨拱肋风撑提供了可靠依据。桥梁于2000年竣工,结构的安全与稳定得到充分验证。