外倾式拱桥稳定性研究

以某外倾式拱桥为工程背景,建立该桥的空间有限元计算模型,分4个工况计算了该桥的稳定安全系数,通过改变拱肋外倾角度、拱肋刚度、端横梁刚度以及吊杆布置形式计算了不同设计参数下结构在恒载工况以及恒载+活载工况的失稳特征值,结果表明,拱肋的刚度对稳定性起着决定性作用,吊杆的布置形式只改变拱肋的面内刚度,对于面外刚度没有影响.     

钢桁梁柔性拱桥稳定性分析

以广东省某钢桁梁柔性拱桥为例,基于拱桥稳定分析理论,采用有限元分析方法,研究了杆件刚度、桥面横向连系刚度、拱肋刚度,拱肋横撑形式、宽跨比等参数对拱桥稳定性的影响。研究结果表明:钢桁梁柔性拱桥的稳定性能较好,主要有以面外失稳为主,斜杆刚度变化对结构拱肋面外反对称失稳和拱肋侧倾失稳的影响最明显,结构的拱肋刚度变化对结构拱脚失稳的影响最明显;"K"形横撑较"X"形横撑及"一"字形横撑而言对提高拱肋横向稳定性有较好的作用,宽跨比对结构稳定性影响较大,选择适当的宽跨比对结构的稳定性有着重要的作用。     

斜靠式拱桥侧倾失稳极限承载能力简化计算方法

以斜靠式拱桥为研究对象,基于Ritz法,首次推导出了拱轴线为抛物线的斜靠式拱桥弹性侧倾失稳临界荷载计算公式,并基于有限元法验证了所提出的斜靠式拱桥发生侧倾失稳时主拱肋与稳定拱肋间横撑切向和径向受力模型的精确性以及所推导的侧倾失稳临界荷载计算公式的正确性。此外为便于估算斜靠式拱桥的侧倾失稳极限承载能力,最先引入了稳定拱肋和横撑影响系数η1、吊杆非保向力和桥面系影响系数η2、几何和材料双重非线性影响系数η3,提出了便于工程实际应用的斜靠式拱桥侧倾失稳极限承载能力的简化计算公式。研究结果表明:(1)稳定拱肋和横撑影响系数的取值范围为1.3～1.5;(2)吊杆非保向力和桥面系影响系数的取值范围为3.3～3.6;(3)几何、材料双重非线性影响系数的取值范围为0.23～0.28;(4)斜靠式拱桥的侧倾失稳极限承载能力一般为单片拱肋弹性承载能力的1～1.5倍。     

蝴蝶拱桥稳定性分析

以西安市浐灞生态区一蝴蝶拱桥为工程背景,通过建立有限元计算模型,计算了该桥的稳定安全系数及不同设计参数下结构在恒载工况以及恒载＋活载工况的失稳特征值,结果表明,拱肋的刚度对稳定性起着决定性作用;吊杆的布置形式只改变拱肋的面内刚度。     

单拱肋结合梁组合拱桥稳定分析

以某单拱肋钢-混凝土结合板组合桥面系杆拱桥为工程背景,基于拱桥稳定性分析理论,采用有限元法,定量分析了桥梁施工全过程的稳定性,并系统分析了布载方式、矢跨比、钢主梁抗弯刚度、拱肋抗弯刚度、吊杆刚度等设计参数对该拱桥稳定安全系数的影响.研究结果表明:在结构体系转换过程中,稳定安全系数有明显的降低;布载方式对该桥稳定性影响不大;系杆拱桥的面内稳定性随着钢主梁的面内抗弯刚度的增加而增加;拱肋抗弯刚度的增加,可有效地增加单索面系杆拱桥的稳定性;面外稳定安全系数随着吊杆刚度的增加而降低,而面内的稳定性则有所增加;混凝土桥面板对该类桥型稳定的贡献较小.     

斜靠式拱桥侧倾失稳临界荷载解析解

以新型空间拱桥——斜靠式拱桥为研究对象,提出斜靠式拱桥发生侧倾失稳时主拱肋与稳定拱肋间横撑切向和径向受力模型,基于Ritz法,构造桥梁各主要构件的变形能、外力势能以及吊杆非保向力势,首次推导出斜靠式拱桥侧倾失稳临界荷载的解析解,并通过与有限元计算结果比较,验证该解析解计算公式的正确性。进一步分析稳定拱肋、吊杆非保向力、以及主拱肋与稳定拱肋间横撑对斜靠式拱桥侧倾失稳临界荷载的影响。研究结果表明:①增设稳定拱肋可使桥梁侧倾失稳临界荷载提高1.6～1.8倍左右,同时随着稳定拱肋倾角的增加,临界荷载呈增大趋势;②受吊杆非保向力以及桥面系的影响,桥梁侧倾失稳临界荷载可提高约3.5倍左右;③横撑的径向抗弯刚度对斜靠式拱桥侧向失稳临界荷载影响较大。     

空间双提篮式组合拱桥的动力计算与稳定分析

以平顶山市湛河桥为例，介绍了双提篮拱桥的桥型布置和各项设计数据，通过该桥的动力稳定计算和分析，表明各工况下稳定系数满足要求，桥梁拱肋的面外刚度相对面内刚度较小，有利于拱肋稳定性的提高，最后提出针对该桥型的设计建议。     

飞燕式钢管混凝土系杆拱桥稳定性分析

桥梁稳定性系数是判断桥梁结构是否安全的核心指标之一。文中以飞燕式钢管混凝土系杆拱桥为研究对象,利用有限元软件MIADS/civil建立空间分析计算模型对成桥稳定性进行了计算,并重点分析了成桥稳定性的影响因素,主要包括汽车布载方式、主拱肋刚度、吊杆刚度、风撑刚度对此类系杆拱桥稳定性的影响程度。结果表明该桥的安全稳定性系数满足规范要求,且富余度较高。汽车布载方式和主拱肋刚度对成桥稳定性有显著影响;风撑刚度对成桥稳定性有一定的影响;吊杆刚度对成桥稳定性影响较小。     

拱墙结构平面外失稳机理与设计研究

拱墙是一种由拱、立柱、横梁组合而成的竖向平面结构，横梁上的竖向平面内荷载通过立柱传递到大跨度拱体中。为研究拱墙结构的失稳机理，采用有限元分析方法，对拱墙模型在弹性和弹塑性条件下的稳定性能进行了研究。分析结果表明：立柱侧向刚度及横梁侧向支撑刚度是影响拱墙稳定性能的主要因素，当横梁侧向支撑刚度小于其门槛刚度时，拱墙的屈曲模式表现为拱墙整体平面外失稳；当横梁侧向支撑刚度大于其门槛刚度而立柱的侧向刚度小于其门槛刚度时，拱墙的屈曲模式表现为拱体的平面外失稳；当横梁侧向支撑和立柱的侧向刚度均大于各自的门槛刚度时，拱墙的屈曲模式表现为拱墙整体平面内失稳。结合某火车站站房工程，建立了横梁位置施加侧向弹簧支撑和带纵向桁架的两种拱墙模型，分析了该拱墙结构的平面外稳定承载力。结果表明，纵向桁架为拱墙横梁提供的平面外支撑刚度远大于拱墙的侧向支撑门槛刚度，提高拱墙的平面外稳定承载力需通过增大立柱的侧向刚度和加强立柱两端的可靠连接实现。     

大跨度V形拱钢拱桥稳定性分析

V形拱桥造型美观,结构体系新颖,随着其跨度增大,拱肋建筑高度增高,稳定问题突出,对其稳定性进行分析具有重要意义。以现有理论为基础,主跨115 m的V形拱桥为背景,采用Midas civil有限元软件建立模型,对该桥成桥状态的结构稳定性进行了分析。结果表明,该桥的整体失稳主要表现为拱肋面外失稳;拉索位于拱肋上的着力点和横撑加装位置宜设置在拱顶靠近两拱肋相交侧。     

钢管混凝土桁架系杆拱桥稳定性分析

以钢管混凝土桁架拱肋的系杆拱桥为研究对象,拱肋的组合刚度以组合柱为计算模型,考虑拱肋面内以三角形桁架为组合件,经过布置优化,得到相应的组合效应系数后,以拱梁共同作用确定面内临界轴压力.对面外稳定性,以k式桁架为纵向联接系确定临界轴压力.对于四管组合的独榀拱肋布置,考虑吊杆力偏移的非保向力效应,对拱提供抗失稳的扶正力作用...     

敞开式系杆拱桥弹性稳定性参数分析

利用大型通用有限元程序，对敞开式系杆拱桥的各设计参数，如拱肋刚度、端横梁刚度、吊杆刚度等对该桥型弹性侧倾稳定性的影响进行了深入地计算和分析，得出了相应的结论。     

大跨度钢拱桥横撑刚度对全桥抗震性能的影响

以天津大跨度钢拱桥———直沽桥为研究对象,对其在天津波、三维一致激励及行波效应下拱肋内力和位移的变化规律进行了分析,从该桥横撑刚度的变化对全桥地震响应的影响方面进行了论述,得到了大跨度钢拱桥拱顶对内力的影响程度要小于拱脚、横撑刚度较小的钢拱桥在地震作用下的内力较大、横撑刚度对横向弯矩有较大的影响等结论。     

高速铁路系杆拱之系杆与拱肋刚度比的探讨

以一座高速铁路大跨度钢系杆拱桥为工程背景,对结构体系内力和变形同系杆与拱肋的刚度比之间的规律进行了研究和比较分析,探讨了相对较优的系杆与拱肋的刚度比取值范围,为设计人员提出建议。     

竖向加劲钢板剪力墙门槛刚度研究

为研究设置竖向加劲肋的钢板剪力墙的弹性屈曲性能,采用有限元法对竖向加劲钢板剪力墙弹性屈曲性能进行研究,分析加劲肋的刚度、加劲数量和钢板高宽比等因素的影响。研究表明:设置竖向加劲能有效提高钢板墙剪切临界应力,钢板高宽比、加劲肋数目和加劲肋抗弯刚度均对钢板剪力墙屈曲系数有较大影响。提出加劲肋门槛刚度的判定标准和计算公式,该判定标准考虑了加劲肋扭转刚度的影响。与有限元结果的比较表明,具有较好的精度,且明显优于文献结果。     

单拱面预应力混凝土系杆拱桥空间稳定试验研究

通过两个大比例模型试验，研究了单拱面预应力混凝土系杆拱桥面内、面外稳定极限承载力及其影响因素。试验结果表明，结构破坏表现为拱肋结构弹塑性失稳。模型1拱肋宽跨比为1／30，高跨比为1／80，结构失效表现为面内失稳，模型2拱肋宽跨比为1／60，高跨比为1／40，结构表现为侧倾失稳。本文初步探讨了单拱面预应力混凝土系杆拱桥空间稳定安全系数的取值。     

外倾式蝴蝶拱桥拱肋参数影响研究

外倾式蝴蝶拱桥两片拱肋向外倾斜,造型美观,在中小跨径城市景观桥梁中具有一定竞争力。此类桥梁拱肋横向距离过大,无法设置风撑,容易面外失稳。同时拱肋产生面外弯矩,处于双向受弯状态。本文以某上跨高速公路车行外倾拱桥为研究对象,建立空间有限元模型,研究拱肋倾角和拱肋刚度等参数对结构受力性能的影响,得出最优拱肋倾角及刚度。     

矢跨比对蝶形拱桥空间稳定的影响

空间六索面四拱肋的蝶形钢管混凝土拱桥桥型在太原市南中环主桥的设计中得到了应用,目前尚属国内首例,因此对该桥型的研究较少,尤其是空间稳定性问题。基于统一理论和有限单元法,建立该蝶形拱桥的空间有限元计算模型,分别对主副拱肋不同矢跨比的设计方案进行稳定性分析,研究矢跨比对空间稳定性的影响。结果表明,主拱的矢跨比不但影响结构的稳定系数,还使结构的失稳形式发生了变化,而副拱的矢跨比对结构的失稳形式影响不大。     

大跨度下承式系杆拱桥侧倾稳定因素的探讨

介绍了大跨度系杆拱桥稳定性分析中常用的基本理论,以干沟大桥为例,通过对其临界荷载系数的求解来分别探讨拱肋刚度、矢跨比等因素对结构稳定的影响,积累了同类型桥梁的设计经验。     

V撑连续钢构组合拱桥稳定性分析

采用SAP2000有限元分析程序建立了某V撑连续刚构组合拱桥三维有限元模型,在此基础上计算了横撑、吊杆、系杆、横梁及拱肋对该桥横向稳定性的影响。计算结果表明,横撑布置形式、吊杆非但向力、拱肋横向刚度对该桥的稳定性影响较大,其他情况对拱肋横向稳定性影响均不明显。希望计算方法及结论对同类型的桥梁具有借鉴意义。