吊杆失效作用下的下承式拱桥静力响应分析

文章通过Midas软件建立全桥有限元模型,选定拱脚、1/4跨以及跨中位置吊杆作为变量,引入吊杆刚度折减以及钝化单元方法,研究不同位置吊杆失效作用下的拱桥结构响应规律。研究结果表明:吊杆刚度的折减会导致内力随之减小,相邻吊杆内力则会相应提高;相比于近拱脚位置,跨中吊杆失效作用对于拱肋变形影响更为显著;拱脚位置处吊杆失效对于拱肋应力结果影响更大,最大增幅为31.81%,且应力增长区域扩大,因此需要严密监测拱脚处拱肋结构的受力情况。     

不同净距双洞隧道上下台阶法同时开挖数值模拟分析

为研究不同净距双洞隧道在上下台阶法同时开挖下的围岩变形、受力及支护受力情况,文章基于Midas/GTS软件平台对10m、14m、18m、22m净距双洞隧道进行了数值模拟分析。结果表明:(1)隧道中岩墙一侧拱腰水平位移相比左侧拱腰大,拱顶处、仰拱处水平位移较小,且随着净距变化其值基本保持不变;(2)隧道拱顶及仰拱位置处围岩竖向位移较大,拱腰处较小,随着隧道净距增大各部位竖向位移均减小;(3)随着隧道净距的增大拱顶及仰拱处的水平应力及竖向应力逐渐减小,但减小幅度较小,同时拱腰处水平应力及竖向应力变化较大,且减小幅度不断扩大;(4)随着净距的增大,锚杆轴力最大值及喷混结构最大拉应力发生了减小,减小幅度逐渐扩大。     

一种新型拱桥结构的初步研究与探索

对于大跨度钢箱拱桥,加强拱肋往往使得主拱肋截面尺寸较大,用钢量多,不经济。文章通过对某实桥方案进行初步研究与分析,提出在普通下承式拱桥的主梁与拱肋之间加入V型结构,为主拱肋提供适度的面内约束,提高主拱结构的面内稳定性,以减小主拱截面尺寸,减少用钢量,并较大地提高桥梁的整体刚度和结构稳定性。对该新型拱桥结构的初步研究与探索,将较好地为今后拱桥结构技术的发展提供有益的借鉴和参考。     

光照作用下的钢管拱肋变形研究

为探究拱肋在日照下的表面温度场及其对拱肋变形的影响,文章运用傅里叶定律推导空钢管拱肋在日照下的表面温度变化规律,并建立拱肋截面平均温度解析式,通过对某未灌浆的大跨径四肢桁架钢管拱桥的温度和变形进行实地测量,将测量值与Midas Civil有限元软件模拟结果作对比,验证了该理论在计算拱肋合龙后的竖向位移方面具有较高准确性,并对拱肋的横向位移做出了初步分析,为拱桥的合龙及合龙后的变形计算提供了参考依据。     

基于离散元方法的车-路相互作用下沥青路面力学响应研究

为研究车-路相互作用下沥青路面力学响应,文章基于离散元方法,利用PFC软件建立沥青路面的三维数值模型,施加车辆荷载,模拟分析车辆与道路之间的相互作用,主要结论为:(1)沥青路面在荷载的作用下,随着路面深度的逐渐增加,竖向位移值和竖向正应力均逐渐减小,且在静荷载的作用下,各结构层的竖向位移在短时间内急剧增大,达到峰值后逐渐减小,然后趋于稳定;(2)沥青路面在振动荷载的作用下,各结构层的竖向位移和竖向正应力变化曲线均呈现半正弦形,在振动荷载施加完成后,路面的竖向位移并未恢复为零,这部分残余变形可被视为车辙产生的原因;(3)沥青路面在移动荷载的作用下,当荷载逐渐接近监测点位置时,各结构层的竖向位移和竖向正应力逐渐增大,反之则逐渐减小,且随着路面深度的增加,竖向正应力值逐渐减小,但应力响应时间逐渐延长。     

广西平南三桥施工阶段静风响应研究

为评估广西平南三桥施工阶段中的抗风稳定性,文章通过有限元软件计算了塔架和拱肋在无横向缆风索及安装横向缆风索后,不同风攻角及风偏角条件下的最大位移,并探究了缆风索不同初应力及横截面积对静风作用下塔顶及拱肋位移的影响。结果表明:(1)设置缆风索能有效减小塔顶顺桥向、横桥向以及拱肋横桥向的位移;(2)在静风作用下塔顶及拱肋横桥向位移对缆风索的横截面积较为敏感,对初应力则不敏感,增大横截面积能够明显降低静风作用下拱肋横桥向位移;(3)在各缆风索布置情况下,各最不利工况出现的条件较为集中,在设计中应予以重点关注。     

基于对称拼装的下承式系杆拱桥施工监控研究

系杆钢箱拱桥因其美观与高承载力等性能而得到越来越多的关注。文章依托某下承式刚架系杆钢箱拱桥施工实例,采用对称节段拼装技术,结合结构仿真以及线形、应力、索力监测开展施工监控研究,验证该技术的可行性和有效性。结果表明:拱肋和格构梁准确定位,施工各个阶段的实测值和理论值之间的位移误差均在允许范围内,拱肋合龙满足规范要求,桥梁线形总体平稳:从整桥控制截面应力来看,拱肋和格构梁在施工过程中的应力实测值与理论计算基本一致,吊杆和系杆的索力与理论值的偏差均≤10%,总体效果良好,具有较好的应力储备。由此可知,基于对称节段拼装技术的下承式刚架系杆钢箱拱桥施工监控可以有效地提高施工质量,具有广泛的应用前景。     

不同节理位置及倾角对隧道围岩稳定性的影响分析

文章以黄土含节理地区隧道开挖为例,采用有限元软件Midas建立模型,并考虑不同节理位置和节理倾角两种工况,对隧道围岩变形以及应力变化规律进行了分析。结果表明:(1)考虑不同节理位置时,对于水平位移,节理的存在会略减小靠近节理一侧拱腰的最大水平位移;对于竖向位移,节理的存在使得最大竖向位移向节理处靠近。节理在拱腰、拱肩和拱顶时,其最大竖向位移比无节理时分别大8.8%、10.3%和0.3%,节理在拱肩处应力比拱腰和拱顶时围岩应力分别大3.2%和4.0%。(2)节理倾角为30°、45°、60°和90°时的最大竖向位移值比无节理时分别大23.0%、14.8%、9.3%和7.4%,随着节理倾角的增大,最大竖向位移值逐渐减小;节理倾角为45°、60°和90°时的最大应力比节理倾角为30°时分别小0.4%、1.1%和2.0%,随着节理倾角的增大,最大围岩应力逐渐减小,但整体变化趋势不大。     

副拱对连续刚架拱桥的纵向地震响应影响研究

文章以罗文大桥为例,建立全桥有限元计算模型,分别进行自振特性分析和地震响应时程分析,研究副拱对本桥振型和频率的改变,并在一致激励和行波效应下分析有无副拱对主拱各截面内力和拱顶位移的影响。研究表明:副拱设置后能略微提高连续刚架拱桥的频率;在一致激励下,副拱可以改善边跨三角刚架区受力,但会增大主跨三角刚架区内力;在行波效应下,有副拱会增大边跨和中跨斜腿处的剪力弯矩,但可减小边跨斜腿与拱肋连接处的弯矩;设置副拱可减小拱顶纵向位移,随着剪切波速增加两拱顶位移呈相反变化趋势。     

某拱桥推顶施工过程仿真及施工关键结构安全分析

为研究拱桥推顶施工过程以及施工关键结构力学特征,文章基于有限元方法,利用Midas Civil软件建立桥梁结构模型,通过数值模拟与实际监测数据相结合的方式,针对不同推顶施工工况下不同桥梁构件的力学机制进行研究,同时对施工关键结构构件位移进行分析。结果表明:(1)随着顶推施工阶段的进行及累计推顶距离的增加,其上部结构的拉压应力也在不断增大,其中最大拉压应力主要集中于前导梁根部;绝大多数构件应力也在不断增大,但对于后导梁而言,在第三阶段其最大应力减小,且全桥各构件的最大应力主要集中于顶推第三、四阶段;(2)前导梁、主纵梁、拱肋为施工主体受力结构,其结构位移对桥梁整体安全稳定性产生的影响显著。     

下承式系杆拱桥地震响应分析

文章为探究下承式系杆拱桥的地震响应规律,以某高地震烈度区某公路下承式系杆拱桥为依托,采用有限元软件建立整桥模型,基于反应谱法和时程分析法,开展了该系杆拱桥的位移和内力响应分析。研究结果表明：系杆拱桥的拱肋自振频率较大,说明钢管混凝土拱肋具有较大的刚度;在纵向+竖向地震作用下系杆拱桥拱肋的位移响应更加明显,横向+竖向地震作用下系杆拱桥的内力响应更加明显,两种地震作用对拱桥的抗震性能均不利,在设计时需要对桥梁结构抗震进行特殊设计;横向+竖向地震作用下系杆拱桥的位移和内力响应均比纵向+竖向地震作用下要大,在桥梁抗震设计时应特别注意横向+竖向地震作用对系杆拱桥整体响应的影响。     

地铁施工对邻近桥梁桩基础内力影响分析

文章采用数值方法研究了城市盾构隧道施工对邻近桥梁单桩、两桩、四桩基础的应力与位移的影响,研究结果表明:(1)隧道施工使单桩近隧道侧轴向应力减小,远隧道侧轴向应力增大,其影响程度随桩与隧道水平距离的增大而减小;(2)隧道施工下穿两桩或四桩群桩基础后,桩身近隧道侧轴向应力增大而远隧道侧轴向应力减小;(3)隧道施工对群桩的影响远大于单桩,其中距隧道较远桩顶两侧应力差在隧道施工后显著增大,承台距隧道较近时远隧道桩上部混凝土可能承受拉应力作用;(4)桩竖向位移随桩与隧道距离增大而减小,若桩底位于隧道底面以下,则隧道施工后桩产生较小沉降值;(5)桩受隧道施工影响一般在桩顶水平位移最大处,桩与隧道较远时位移值随桩深线性减小,较近时呈非线性减小趋势,其中桩上部位移沿桩深减小较快,桩下部位移收敛到定值,桩顶位移在桩与隧道一定距离时最大。     

V型拱桥与普通拱桥的力学性能对比研究

文章以某跨径为420 m的柔性吊杆下承式钢箱拱桥为研究对象,通过有限元软件计算,对比分析了V型拱桥与普通拱桥在刚度、承载力、稳定性、动力性能、用钢量等方面的差异。研究结果表明,采用增加斜杆的V型拱桥较原拱桥仅增加约10%的用钢量,具有显著的抗变形能力,同时有效增强了主梁的线刚度,使得新型拱桥的整体性得到加强,刚度和承载力大幅提高。     

钢栈桥超长桩基沉桩力学机理研究

为研究钢栈桥超长桩基沉桩力学机理,文章基于有限元方法,利用ABAQUS软件建立桩-土模型,提出超长桩基沉桩的三种方法,并针对不同桩径下桩体受力最大Mises应力以及竖向应力进行分析,提出不同情况下钢栈桥超长桩基桩身的力学规律。主要得到以下结论:(1)钢栈桥超长桩基沉桩可采用“钓鱼法”、浮吊法以及打桩船沉桩法;(2)随着沉桩深度的不断增加,Mises最大应力也在不断增大,对于超长桩基础而言,随着沉桩深度的增加,其传递荷载的效率不断降低,因此在实际沉桩过程中要对其进行定量计算;(3)当沉桩深度恒定时,随着桩径的增大,其应力值不断减小,呈现负相关的趋势;(4)当桩入土深度恒定时,随着桩径的增大,其竖向应力值不断减小,呈现负相关性。     

重庆朝天门长江大桥主桥钢桁架拱肋安装施工方案

文章介绍了重庆朝天门长江大桥钢桁架拱桥采用爬行吊机安装拱肋的施工方法,阐述了无支架缆索吊装钢铰线斜拉扣挂的施工工艺,为类似大跨度拱桥施工提供参考。     

不同设计参数对矮塔斜拉桥受力及变形的影响研究

文章以某双塔混凝土矮塔斜拉桥为研究对象,通过运用Midas Civil有限元软件建立实桥数值模型,对不同主梁刚度比、边中跨比、无索区长度情形下斜拉桥的主梁受力及变形影响规律进行研究.结果 表明:(1)随着主梁刚度比的增大,矮塔斜拉桥主梁中跨、边跨的最大挠度均逐渐减小,而主梁中跨、边跨的最大弯矩逐渐增大,但主梁边跨弯矩增...     

重庆朝天门长江大桥主桥刚桁架拱助安装施工方案

文章介绍了重庆朝天门长江大桥钢桁架拱桥采用爬行吊机安装拱肋的施工方法,阐述了无支架缆索吊装钢铰线斜拉扣挂的施工工艺,为类似大跨度拱桥施工提供参考.     

基于结构特征曲线的软岩隧道钢拱架力学效应研究

针对传统锚喷支护难以适应软岩隧道大变形的问题,文章通过把钢拱架和喷射混凝土同时工作分为钢拱架单独工作和联合工作两个阶段,利用SAP2000有限元程序研究了实腹式型钢拱架和空间钢桁架拱的力学特征及其单独工作的力学效应;考虑材料非线性与几何非线性,研究了钢拱架在不同支撑条件下的极限承载力和极限变形能力。结果表明:(1)将钢拱架单独工作作为支护的一个阶段是可行的;(2)侧向支撑及拱脚的约束情况对实腹式型钢拱架的作用效应有决定性影响;(3)空间钢桁架拱的整体刚度大于实腹式钢架拱,受侧向支撑影响小;(4)提出了提高钢拱架承载能力和变形能力的方法,为喷射混凝土及其它支护措施的实施提供了更多的时间和空间选择。     

斜跨拱桥拱肋施工关键技术研究

为了提高拱肋施工的安全性和稳定性,针对采用空间斜跨钢箱梁布局的罕见类型拱桥的拱肋施工,给出拱肋的施工方案和应变测试、拱肋临时支架的拆除等施工环节的关键技术,制定结构体系转换等关键环节的控制措施,对斜跨主梁的大跨度拱桥拱肋施工具有重要的参考价值。     

茅以升公益桥设计方案研究

茅以升公益桥为上承式粗料石砂浆砌体无铰拱桥。文章以该桥设计方案为依托,阐述了砌体偏心受压构件抗压承载力与偏心距的关系,明确了该桥拱轴系数取值依据,研究了拱脚位移对上承式石拱桥主拱内力的影响规律。研究结果表明：主拱肋拱轴线线型和截面构造宜按小偏心受压构件进行设计;当拱轴系数m取2.6时,结构内力分配较合理;主拱肋内力对拱脚水平位移较敏感,应严格控制拱脚水平位移。