大跨径钢管混凝土拱桥拱上建筑施工优化研究

大跨径钢管混凝土拱桥拱上建筑是上承式拱桥的重要组成部分,起着将桥面荷载传递到拱肋的作用,拱上建筑的施工往往会对拱肋结构的受力、位移和稳定性产生很大的影响.以某大跨度钢管混凝土拱桥为依托,建立有限元模型,就其拱上建筑的施工进行了优化研究,最终确定了拱上建筑分阶段、穿插进行的施工方法,为同类桥梁施工提供参考和借鉴.     

研究大跨度钢管混凝土拱桥拱肋拼装施工控制要点

为解决大跨度钢管混凝土拱桥施工中的拱肋拼装问题,本文结合某大跨度钢管混凝土拱桥实际情况,对其拱肋拼装方法及施工控制要点进行深入分析,包括拱肋分段、拼装工艺和线型控制,以期为相关人员提供参考.     

大跨度钢管混凝土双肋拱桥侧倾稳定性研究

根据径向荷载作用下双肋组拼圆弧拱的几何方程、物理方程,考虑结构的总体变形能和构件的局部变形能,利用最小势能原理推导拱桥结构在竖向均布荷载作用下的侧倾稳定临界力的近似解析解,讨论了横撑设置、横撑刚度等因素对稳定性的影响.结合六座大跨度钢管混凝土双肋拱桥在施工阶段和营运阶段的稳定性有限元分析结果,探讨了横撑形式与类型对双肋拱桥的稳定系数和失稳模态的影响规律,对该类桥梁的横撑设置提出了参考建议.     

钢管混凝土拱桥侧倾稳定性参数研究

根据双肋拱桥结构在竖向均布荷载作用下的侧倾稳定临界力的近似解析解,讨论了横撑设置、横撑刚度等因素对稳定性的影响.结合六座大跨度钢管混凝土双肋拱桥在施工阶段和营运阶段的稳定性有限元分析结果,对该类桥梁的横撑设置提出了参考建议.     

大跨度钢管混凝土拱桥地震响应分析

利用有限元法建立大跨度钢管混凝土拱桥的结构模型,计算其自振性能,应用时程分析法,计算该桥考虑吊杆张力和拱肋初始应力影响的动力特性和地震响应,并与不计吊杆张力和拱肋初应力影响的桥梁动力特性和地震响应进行了比较,分析了该拱桥的结构抗震反应.结果表明,初始应力对于拱肋的力学性能影响不大,并满足设计要求,本桥抗震性能良好.     

大跨钢管混凝土拱桥混凝土自调载灌注方法

为改善大跨度钢管混凝土拱桥混凝土灌注期间结构受力和变形,基于拱肋应力和变形影响线,提出一种自调载灌注方法. 推导了拱圈加权弯矩能同混凝土龄期的理论公式,提出以分阶段成桥与一次成桥设计状态加权弯矩能差异最小为目标优化灌注间隔,避免已灌混凝土过早承载. 应用ANSYS自带的APDL语言,针对新龙门大桥开发了专门的灌注仿真程序,展开钢管混凝土拱桥分段灌注优化分析. 结果表明:所提出的自调载灌注法应用于钢管混凝土拱桥灌注施工是合理可行的,基于拱肋应力和变形影响线确定的灌注方案,可实现此类拱桥灌注过程中结构变形和应力的自控制;以分阶段成桥与一次成桥设计状态加权弯矩能差异极小为目标建立的优化方法,可合理确定大跨径钢管混凝土拱桥分段灌注的起灌时间. 相比临时扣索、水箱压重等调载方法,自调载灌注方法可减少施工辅助工艺,降低工程建设总造价.     

大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段非线性稳定分析

湖北景阳河大桥为大跨度上承式钢管混凝土拱桥,净跨径为260 m,桥面宽9 m,宽跨比较小,该桥的稳定问题是施工控制的关键.本文介绍了钢管混凝土拱桥弹性屈曲、几何非线性和材料非线性的稳定分析方法,以景阳河大桥为工程背景,基于有限元理论,运用ANSYS建立空间有限元计算模型,进行大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段的弹性屈曲和非线性稳定分析,得到了各个施工工况的稳定系数和失稳模态.研究结果表明:各施工工况下该桥的稳定系数都大于10,拱肋整体失稳的可能性很小;几何非线性对该桥稳定性的影响较小,而材料非线性的影响不容忽视.     

钢管混凝土拱桥拱肋吊装几何非线性分析

研究了大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装过程中的几何非线性问题，在此基础上编制了索、梁、杆平面结构系统的几何非线性静力分析程序。同时根据施工控制理论在前进算法的基础上采用自行编制的程序，对工程实例——恩施州南里渡大桥拱肋吊装过程进行了模拟计算，计算结果与工程实测结果吻合较好.     

大跨度钢管混凝土拱桥施工控制预测算法

目的 为使斜拉扣挂法吊装施工的大跨度钢管混凝土拱桥钢管拱肋在合拢前满足要求.方法 采用最优化理论对扣索初张力和预抬高值进行预测求解,在安装第一个钢管拱肋节段时,把合拢段除外的其余所有梁段有限元模型一次生成,以考虑节段间转角连续引起的刚体位移.施工控制的目标为合拢前各钢管拱肋节段高程控制点的标高误差满足要求,采用一阶分析法对节段安装预抬高值进行正装迭代优化求解.结果 在一上承式钢管混凝土拱桥施工控制的实际应用结果表明该方法计算简便,可准确地给出各个施工节段得扣索初张力和预抬高预测值.结论 利用一次生成模型法进行拱肋吊装迭代优化计算,能方便的考虑拱肋节段转角引起的刚体位移,可较准确地给出满足要求的施工控制预测值.     

钢管混凝土拱桥施工控制可视化仿真计算系统

针对钢管混凝土拱桥施工控制的要求，提出了以可视化仿真计算对施工过程进行直观仿真分析的系统框架。详细地介绍以AutoCAD为图形支撑平台的钢管混凝土拱桥施工控制可视化仿真计算系统的结构和功能，并以实例说明了该系统在拱肋吊装过程中能够实现预测、现场实时监控的目的，为施工控制提供了有效的手段。     

基于ANSYS的脱空钢管混凝土拱桥极限承载力分析

钢管混凝土拱桥中拱肋脱空问题比较普遍,本文对一实例钢管混凝土拱桥进行全桥有限元分析,对主要受力构件拱肋考虑了材料非线性和几何非线性。在恒载情况下,对不同空洞比率下动力稳定性进行了分析;在考虑半幅布载和全桥布载情况下,对不同空洞比率下桥梁的极限承载力进行了分析。分别将计算结果与没有空洞的桥梁进行对比,得出一些结论,对脱空钢管混凝土拱桥的评价和加固有一定借鉴作用。     

戴河大桥整体稳定性研究

基于有限元理论,考虑结构的几何非线性和材料非线性,以戴河大桥为例,建立了下承式钢管混凝土拱桥的计算模型,运用ANSYS软件对该桥的拱肋施工过程和全桥建成后整体的稳定性进行了研究,分析结果表明:戴河大桥整体稳定安全系数相对于同类钢管混凝土拱桥较大;戴河大桥的面内刚度大于面外刚度,且材料非线性对稳定性的影响显著.这些结论对类似桥梁的设计和施工具有较好的参考价值.     

东湖特大桥提篮拱施工过程仿真分析

东湖特大桥提篮拱是高速铁路客运专线上的一座钢管混凝土拱桥,利用刚性系梁抵抗拱的水平推力,为自架设体系。施工过程中,桥梁强度和刚度逐步组合形成,结构体系发生变化。本文结合施工仿真分析方法,详细模拟钢管混凝土提篮拱桥的施工过程,分析施工过程中结构的变形、受力和稳定性情况,为其提供计算依据,保证施工的顺利进行。     

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋少支架安装法

结合实际工程介绍了少支架安装法在大跨度钢管混凝土拱桥中的应用，着重分析说明了在安装过程中预抬高量计算、地基沉陷以及各节段间标高控制方法．实践证明，少支架法安装大跨度钢管混凝土拱桥是合理的，不仅安全稳定性好，而且施工快、费用低.     

四肢桁式钢管混凝土拱出平面徐变稳定性能

为研究拱肋核心混凝土时效与施工过程共同作用所引起的屈曲前变形对钢管混凝土桁式拱肋稳定承载力的影响,建立四肢桁式钢管混凝土拱桥单拱肋的有限元模型,同时考虑时效作用与施工过程,对其出平面稳定承载力进行分析.采用UMAT对ABAQUS进行二次开发,以考虑时效作用影响及施工过程中加载龄期的变化.在此基础上,考虑长细比、含钢率等参数的影响,对四肢桁式钢管混凝土拱的出平面徐变稳定承载力进行参数分析.分析表明,兼顾施工过程影响后,在本文分析参数范围内,时效作用可使四肢桁式钢管混凝土拱的出平面稳定承载力最多降低22.5%,该影响随着长细比的增大、含钢率的降低及持荷等级的提高而增大,在设计中应予以考虑.     

钢管混凝土拱桥施工线形控制

在钢管混凝土组合拱桥施工过程中,为了保证钢管混凝土拱桥成桥后结构的线形和强度要求,根据控制测量原理及技术要求,采用控制结构的受力与变形的方法对拱肋线形进行控制.舟山市新城大桥的工程实践表明,该方法运用恰当,施工方便,数据精度满足工程要求.     

不同风荷载作用对大跨度钢管混凝土拱桥施工影响分析

为研究不同等级风荷载对施工过程中大跨度钢管混凝土拱桥的力学性能的变化,采用Midas/Civil软件对广西某主跨为336 m的中承式钢管混凝土拱桥的横桥向位移、轴力、拉压应力及拱脚处弯矩值的变化情况进行了分析.分析研究表明:横桥向位移、轴力及拱脚处弯矩随不同重现期风荷载的增加呈现先增大后减小的变化规律,在最大悬臂端阶段时横桥向位移和拱脚处弯矩取得最大值,随后逐渐减小,而轴力在拱肋合龙时取得最大值后才逐渐减小;同一施工阶段拱的拉压应力随重现期风荷载的增加而增大,构件所受的实际拉应力都小于实际压应力,但各相对施工阶段的增长率在逐渐减小.     

中承式钢管橡胶混凝土拱桥抗震性能研究

文章研究了橡胶混凝土对钢管橡胶混凝土(RuCFST)拱桥抗震性能的影响。通过建立RuCFST拱桥的有限元模型,针对不同的橡胶含量对拱桥进行了模态和非线性动力时程分析,并基于变形-能量的双重破坏准则给出了拱肋地震破坏指数DI的计算公式,对拱桥进行了地震作用下的破坏评估。分析结果表明:钢管橡胶混凝土拱肋使拱桥的自振频率降低;在地震反应中,钢管受力增大,而核心橡胶混凝土受力减小;在0.2g加速度峰值的地震作用下,拱肋混凝土为NC、RuC5和RuC15时拱肋的破坏指数分别为0.156、0.145和0.170,拱肋混凝土橡胶含量为5%时拱桥的抗震性能较好。     

基于统一理论的钢管混凝土拱桥稳定性分析

基于GB 50923-2013及JTG/T D65-06-2015两种钢管混凝土拱桥规范对拱肋刚度取值的差异,利用15组钢管与混凝土组合依据两种规范规定的方法计算拱肋刚度,并利用ANSYS分别基于两种拱肋刚度取值方法模拟单拱肋试验,分析两种规范对拱肋刚度取值的合理性. 最后以一标准钢管混凝土拱桥为对象,利用统一理论建立有限元模型,分析横撑对其稳定性的影响. 结果表明：两种规范对拱肋刚度的计算结果误差在10%以内;利用ANSYS采用统一理论模拟单拱肋比采用双单元法建模更为方便快捷,且模拟结果更符合试验结果. 横撑形式为“X”撑时,拱桥稳定系数比“H”撑、“K”撑及“一”字撑分别高出4.3%、0.6%及17.8%;横撑数量由0增加到2时,标准钢管混凝土拱桥稳定系数提高41.2%,提高速率最快且继续增加横撑数量,而稳定系数提高速率有所降低;在1/4跨至5/8跨之间设置横撑可以使钢管混凝土拱桥稳定性达到最优的效果.     

大跨异形钢管混凝土拱桥车载冲击效应分析

大跨度异形钢管混凝土拱桥的复杂造型使其结构动力特性极为特殊,车辆激励引起的桥梁振动十分复杂.为研究该类桥梁车辆冲击效应的特点和规律,以在建的长春市伊通河大桥为对象,应用自编的车桥耦合振动分析程序,对该桥进行了车桥耦合振动响应分析.从理论上分析了路面粗糙度、车速、结构阻尼对桥梁主梁、拱肋挠度和吊杆索力冲击效应的影响.结果表明:路面不平度对多拱肋异型拱桥振动响应的影响十分显著,维持路面平整可有效降低冲击系数;行车速度对冲击效应的影响与发生的卓越振动振型密切相关,并不一直随车速成正比增大;结构阻尼值在规范给定范围内变动时,对冲击系数影响不明显,设计中可偏安全地取阻尼比为0.5%.研究给出了该桥各主要构件的设计冲击系数取值的参考范围.