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.     

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。     

考虑几何非线性的新型索拱桥拱轴线优化

鉴于新型索拱桥存在明显几何非线性的力学特点,针对已有拱轴线迭代优化方法收敛性不好的问题,提出在主拱圈为两铰拱的索拱桥有限元模型基础上,进行几何非线性的拱轴线迭代优化方法,以解决考虑几何非线性的超大跨径索拱桥拱轴线迭代的收敛性问题.以跨径600 m索拱桥作为算例,验证方法的有效性及收敛性.算例结果表明,与仅考虑线性迭代相比,考虑非线性迭代后的主拱圈弯矩分布更合理,最大正弯矩小35％,最大负弯矩小17％,主拱圈应变能小23％;收敛性分析结果表明,该方法比主拱圈为无铰拱有限元模型方法收敛性能更好,不同的初始拱轴线均能收敛于稳定的结果.     

基于ANSYS的钢管混凝土拱桥吊杆受火力学性能研究

高温下钢管混凝土拱桥力学性能易发生变化而丧失承载力。为对探求合理的防火设计方法提供支持,运用ANSYS热分析模型开展钢管混凝土拱桥吊杆受火力学性能研究。通过数值模拟与试验数据对比验证ANSYS热分析模型的合理性,在此基础上分析吊杆受火对钢管混凝土拱桥桥面、拱肋线形及吊杆内力影响。研究表明:吊杆受火对距其30 m以内的桥面变形及吊杆轴力影响较大。本文研究可为此类桥梁防火设计及灾后修复提供借鉴与参考。     

泰州市穿心港桥装饰钢架拱造型设计

泰州市高港区迎江路穿心港桥为三跨装配式预应力混凝土箱梁桥,为增强桥梁景观效果,桥面采用75 m跨径的系杆拱造型.系杆拱由拱肋、吊杆、拱脚基础组成.拱肋采用变截面,吊杆采用双吊杆,成＂八＂字型并列排放,拱基直接与桥台相连,与受力拱相比节省投资,造型美观.     

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.     

尖湖拱桥拱肋施工监控应力分析

在尖湖桥施工监控中,采用有限元软件建立拱桥结构模型,分别对浇注拱肋混凝土、第一次张拉吊杆和成桥后三种状况下的拱肋进行受力分析计算,并与实际检测数据进行对比。结果表明,拱肋内混凝土刚度对模型结果影响较大;成桥后模型可以模拟拱桥的实际受力状态,并为施工监控提供理论支持。     

六线简支钢箱叠合拱桥拱肋力学分析

以北京丰台站六线简支钢箱叠合拱桥为工程背景,利用MIDAS/Civil建立六线简支钢箱叠合拱桥的有限元模型,对成桥状态下的拱肋在不同工况下的受力情况进行分析,在三线偏载情况下拱肋竖向位移达到最大值129.3 mm,比六线全载情况下稍增加3.7 mm,拱肋最大压应力达到208 MPa,比六线全载情况下稍增加7 MPa,在三线偏载情况下对拱肋受力最不利,但拱肋位移及应力均满足规范要求,在使用阶段的安全性得以保证。分析了温度对拱肋位移的影响,拱肋各部位竖向位移变化呈抛物线形,随着拱肋与拱脚之间距离的增加,竖向位移值增大,在拱顶处达到最大值,拟合出了拱肋位移与温度之间的关系,为预测六线简支钢箱叠合拱桥的温度变形提供相关依据;同时分析了拱肋与主梁刚度比变化对拱顶在不同温度下的竖向位移进行了分析,提高拱肋刚度可以减小拱肋竖向位移。     

十里河滩景观桥桥型结构优化设计研究

贵阳市花溪区十里河滩七驾车景观桥为上承式钢筋混凝土箱形坦拱桥,设计过程中对常规拱桥方案与少推力拱桥方案进行比选,结合特殊的地形、地质条件,最终选择了基础开挖较小、经济性好、结构合理的少推力拱桥方案,利用边斜杆与承台固结,形成自由悬臂端的方法较好的解决了拱脚较大的水平推力,通过建立结构有限元计算模型,对其动静力性能进行分析,结果表明,少推力拱的受力性能良好,经济可行,外形美观,与景区环境较为协调。     

多因素作用下的旧拱桥主拱肋受力分析及 加固研究

以服役近20 a的某下承式系杆拱桥的病害检测为基础,研究了冲击系数、损伤折减和活载超载等因素对主拱肋受力性能的影响,采用了拱脚增大截面和拱肋关键截面黏贴钢板的方法对主拱肋进行加固。结果表明:冲击系数、损伤折减和活载超载均对拱肋受力有较大影响,其最不利于拱肋截面的安全系数相对于原荷载设计工况分别下降了22%,54%和50%,且拱肋承载力不满足要求的截面增多。通过对主拱肋的加固,拱肋承载能力均能满足设计要求,可对类似服役期拱桥加固提供参考。     

崇东双曲拱桥加固技术研究

目的提出崇东双曲拱桥加固设计方案.方法通过现场调查,检测试验,有限元软件建模内力计算从而掌握桥梁结构的实际工作状态,并对该桥病害进行分析,提出了加固整治该桥的方案.即主跨、边跨拱肋拱顶腹缘粘贴碳纤维布,主跨拱肋侧缘粘钢和主拱圈拱脚附近拱背上缘2个边腹孔内现浇10 cm厚混凝土层,拱上立柱粘钢,腹拱套拱和重新进行桥面铺装等.结果加固后崇东大桥正常使用极限状态,承载能力极限状态均满足规范要求.结论经过加固以后崇东双曲拱桥,提高主拱圈及全桥承载能力,桥跨结构表现出较大的刚度和强度.其承载能力和工作性能满足加固设计的荷载标准和使用要求.     

湘江某引航道系杆拱桥静载试验研究和数值模拟

湘江某引航道系杆拱桥运营时间已达10年以上,拱肋、吊杆及钢绞线等受到不同程度的损伤,为了验证该桥是否满足设计和使用要求,对该桥现场进行了汽车静载试验,并建立了全桥的有限元分析模型,进行了对比分析,试验结果表明：拱肋、桥面及吊杆的变形与空间有限元计算结果比较接近,大部分测点的挠度小于理论计算值,相对残余变形很小,因此可以判断结构处于弹性工作状态;大部分测点的效验系数在0.70～1.00之间;部分效验系数偏大的测点,其挠度绝对值非常小,挠跨比远远小于规范值,因此可以判断该桥梁的整体刚度满足设计要求.     

大跨径钢管混凝土拱桥缆索吊装非线性分析

建立了大跨径拱桥吊装的空间有限元模型，采用随动坐标迭代法，计入几何非线性的影响因素,基于优化理论，建立了缆索吊装扣索力的优化数凄模型；采用前进分析方法，对大跨径钢管混凝土拱桥吊装施工过程进行分析。以某主跨368m钢管混凝土拱桥为工程算例，验证了文中方法的有效性。计算结果表明，考虑几何非线性影响后，计算得到的吊装控制点偏差值小，计算精度高。     

长沙火星大道浏阳河大桥设计研究

长沙火星大道浏阳河大桥是跨越浏阳河的特大桥梁主跨为138 m,宽39.8 m的中承式钢箱拱桥。主桥为“类双层”结构,横梁底部悬挑人行道挑梁,形成人车分离的双层结构。浏阳河大桥在设计阶段进行了静力分析研究、稳定分析及关键部位的细部分析,通过这些分析确保浏阳河大桥设计的安全、合理。浏阳河大桥的成功建设为类似桥梁的设计、建设提供理论参考。     

钢管混凝土系杆拱桥温度应力的数值模拟分析

采用通用软件ANSYS计算钢管混凝土系杆拱桥拱肋结构各控制截面在温度荷载作用下的内力与应力值，并通过改变矢跨比和拱轴系数将不同设计参数情况下的温度应力进行了对比。研究表明，钢管混凝土拱桥矢跨比和拱轴系数的变化对结构体系温差引起的拱顶截面轴力和弯矩的影响相当显著，而对1／4跨和拱脚各截面轴力和弯矩的影响则较小。     

高墩大跨曲线刚构桥最大悬臂与成桥阶段稳定性分析

以高墩大跨曲线刚构桥为研究对象,基于欧拉稳定理论,利用空间有限元法,考虑可能的不利荷载工况,对最大悬臂状态和成桥运营阶段的结构稳定性进行计算分析.结果表明:最大悬臂状态是施工过程中最不稳定的状态;对该桥结构稳定性起控制作用的是恒载,活载、风荷载、温度等对桥梁稳定影响不大或者比较小;在悬臂浇筑阶段,曲线刚构桥墩顶的横向位移显著增大,在成桥阶段时影响较小,尤其是风荷载的影响;得出高墩大跨曲线刚构桥墩高、曲率半径与稳定特征值之间的关系,为同类桥梁的设计、施工及线性监控提供参考.     

考虑平面外倾斜影响的石拱桥数值模拟

为了研究平面外倾斜对石拱桥承载力影响,建立了石拱桥主拱圈及上部结构的三维有限元ANSYS模型,考虑主拱圈平面外倾斜,采用牛顿-拉普森法迭代算法计算桥面均布活荷载极限值,分析极限状态下主拱圈的受力及损伤状态,总结了主拱圈平面外倾斜对桥面承载能力的影响规律,为该类石拱桥的安全及损伤评估提供了理论依据。     

某下承式拱桥车振动力性能分析

为研究下承式拱桥在移动车辆荷载作用下的动力性能,对某下承式拱桥建立三维有限元模型,并通过环境振动试验对该桥进行模态参数识别,以此验证有限元模型的可靠性。在不同车速荷载作用下对该桥梁的动力响应进行了对比分析,并在此基础上采用狄克曼舒适度评价指标对桥梁进行车振舒适度评价。结果表明:冲击系数的大小不仅和结构基频有关,还与车辆的行驶速度有关,车速越大冲击系数越大;桥梁的横向舒适性较好,竖向舒适性较差。       

斜跨拱桥的力学特性及工程实践

斜跨拱桥外形独特、新颖,是颇有竞争力的城市景观桥型。该类桥型拱肋斜跨主梁。本文针对该桥型的结构形式和受力特点,就其概念设计、细部构造等关键性技术问题展开讨论。最后以大连市红星海世界观景观桥为例对该桥型各部分结构的力学性能进行了分析,旨在使斜跨拱桥体系的设计得到进一步的优化。