钢管混凝土拱桥预拱度的计算与设置

钢管混凝土拱桥在成桥后通常需要对拱肋进行成桥预拱度的计算以使其达到设计的拱轴线。为了确定最适用于钢管混凝土拱桥成桥预拱度的分配方法 ,采用大型通用有限元软件Midas/civil对拱肋成桥预拱度进行初步计算,得出精确结果后,以拱顶预拱度值为基准,运用四种预拱度分配方法对拱肋其余各截面进行预拱度的分配,最后与有限元结果进行对比分析,实践证明二次抛物线分配法求解出的预拱度最精确,为钢管混凝土拱桥预拱度的设计方法提供了参考。     

中承式钢管混凝土拱桥地震动响应分析

近年来,钢管混凝土拱桥由于具有承载力高、跨越能力强、抗震性能好、施工方便等优点得到广泛应用。以某跨度为240m的中承式钢管混凝土拱桥为背景,采用Midas/Civil 2013建立桥梁空间有限元模型。采用子空间迭代法计算桥梁前90阶的自振特性,包括频率、周期及振型。桥梁的第一阶频率为0.347Hz,周期为2.882s,振型表现为拱肋正对称横弯。同时,采用时程分析法进行地震动响应分析,分析成果可为桥梁健康监测系统在传感器布置和现场动力测试等方面提供依据。     

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。     

700 m级中承式缆拱桥设计

随着拱桥跨径的增加,拱肋稳定性问题突出,且巨大的推力需通过系杆或基础平衡,大跨度悬索桥的庞大锚碇耗资巨大. 针对这两个问题,结合拱和缆索的受力特点,提出一种新的桥梁结构体系——中承式缆拱桥. 首先,在主跨和边跨均加入拱圈;其次,去掉悬索桥锚碇,将主缆锚固于边拱拱脚;最后,通过选取适宜的垂跨比、矢跨比及拱轴系数,保证结构在恒载作用下主缆张力、主拱推力、边拱推力在数值上基本相等,从而使结构处于无推力状态并达到改善结构力学性能的目的. 给出了新型桥的具体结构形式和受力机理,并以700 m跨径为例对其进行设计研究,对其施工过程提出了设想. 有限元计算分析表明:中承式缆拱桥的拱与缆索共同承担桥面荷载,与同条件下的连续拱桥相比,其强度承载力提高约25%,稳定承载力提高约70%,同时恒载作用下结构产生的水平力基本为0,为突破拱桥跨径奠定了坚实的基础.      

分界点对混合拱桥受力影响研究

为增大拱桥跨越能力,缩短建设周期,降低工程造价,提出一种拱脚段采用混凝土结构、其余段采用钢箱结构的钢-混混合拱桥形式。以420 m跨的重庆万州长江大桥为依托,利用Ansys参数化分析方法,对钢-混分界点位置对主拱变形、内力及拱轴系数选取影响进行数值分析。研究发现:钢-混分界点位置对拱桥受力及变形影响显著,当分界点位置超过0.181倍拱圈跨径后,主拱变形呈马鞍形变化趋势;分界点位于四分之跨截面时,为减小拱圈恒载压力线与设计拱轴线偏移的不利影响,必须取较大的拱轴系数;分界点对拱脚至四分之跨段弯矩和3/8跨至拱顶段的轴力影响显著,对全桥拱圈应力影响相对较小。结果表明:考虑拱圈变形有利,混合拱分界点宜位于0.125倍拱圈跨径至0.181倍拱圈跨径段。     

大跨径钢筋混凝土拱桥拱肋斜拉扣挂施工扣索索力计算与优化

为研究拱桥斜拉扣挂法扣索索力优化算法,以某主跨195 m钢筋混凝土拱桥为研究对象,运用改进零位移法和弹性-刚性支撑法进行斜拉扣挂法扣索索力计算.对比挑选合理值,再基于Midas软件中的未知荷载系数法对挑选值进行优化计算,结果表明:优化后的扣索索力满足实际施工要求,能确保吊装过程中预制拱肋截面应力不超标,同时合龙成拱线形...     

主梁新细节的疲劳寿命预测及参数分析

为研究沪通铁路长江大桥主梁新细节的过焊孔半径、过焊孔形状、焊脚尺寸对大桥疲劳性能的影响,采用热点应力法预测疲劳寿命,并将其与9个试件的疲劳实验结果进行比较,在此基础上建立有限元模型进行相关参数分析.研究表明:基于热点应力法预测的主梁新细节的疲劳寿命与试验测试值存在一定差异,但均小于15%;主梁新细节过焊孔附近的翼缘板网格尺寸对其热点应力影响较小,小于1.6%,对此焊接细节采用两点外推法与三点外推法计算热点应力均是可行的;焊脚尺寸、过焊孔半径对热点应力、翼缘板的最大应力有一定的影响,但变化幅度均不超过10%;热点应力、腹板、翼缘板最大应力受长短半轴比的影响显著,腹板最大应力的变化幅度达21.6%,而其他两者均未超过10%.建议在有条件时可采用椭圆形过焊孔的焊接细节,且长短轴之比适当取大些.      

预应力群锚锚具在非预应力吊杆中应用的关键技术

目前，中(下)承式拱桥吊杆越来越多的采用预应力钢绞线和预应力群锚锚固体系。从预应力群锚锚固原理分析，预应力群锚锚具在非预应力结构中应用的关键技术是采取工艺措施，以防止锚具尖劈效应失效的滑锚和吊杆振动发生弹性闪动而产生的退锚。     

钢管砼拱桥拱肋节段的放样坐标计算

钢管砼拱桥拱肋钢管放样坐标是制作拱肋的首要内容，常规的放大样方法费工费时，需要的放样场地较大．用平面几何关系计算放样坐标可大大简化施工工序，且精度高，推导的公式同样适用于钢筋砼拱肋的预制放样，适于编制程序，并给出了计算流程图．该方法已在多座钢管砼拱桥中应用。效果良好．     

钢管砼拱桥钢拱肋热喷涂长效防腐技术

钢管砼拱桥建成后，作为主要承重结构的钢拱肋，长期暴露在空气中，防腐问题是一个长期突出问题，因此对钢管表面的防护显得尤为重要。针对喷涂铝及铝合金防腐机理，介绍钢拱肋外表面所采用的热喷涂铝及铝合金长效防腐、施工注意事项和施工技术。