空腹式刚架拱桥不同受力体系分析

空腹式刚架拱桥在受力特性上兼具拱和梁的特点,但又不同于简单的梁和简单的拱,有其独特的受力性能。以浙江省湖州市江南水乡南浔古镇某空腹式刚架拱桥为例,对其梁受力体系与拱受力体系的应力和内力进行了对比分析,可供同类桥梁工程参考与借鉴。     

空腹式无铰拱桥内力分析方法探讨

空腹式无铰拱桥因其拱上建筑的联合作用,其受力情况变得较为复杂。以一跨径为30 m的拱桥为例,通过对梁格法模型、单梁法模型及裸拱模型分析拱桥的内力分布特性,在分析比较的基础上,为设计提供方便快捷的计算方法。     

异型交叉拱桥的设计与分析

介绍了异形拱桥的外形与结构特点,并以某跨越桃江的(100+100) m异形交叉拱桥为例,阐述了其结构设计,然后结合有限元计算方法,进行了拱桥运营阶段的静力计算,分析了其前6阶的自振振型,采用第一类弹性稳定的分析方法进行了稳定性分析。结果表明,对于拱梁组合的结构体系,由于桥面系较拱肋刚度大许多,拱肋的面外振动先于主梁竖向弯曲出现,且失稳模态主要表现为拱肋面外失稳。     

连拱桥的振动试验及分析

连拱桥中,墩、拱是最重要的组成构件.通过足寸模型的振动试验发现,拱平面内的动力特性,墩、拱的频谱差别较大,可分别作为独立体系考虑.各跨拱类似干独立的单拱作用.墩的振动受拱的约束,在水平方向,拱的存在类似于在墩顶附加设置一双辊轴支座的效应;在竖向,必须考虑拱竖向振动分量对墩所产生的附加力.出拱平面,拱的振动反应类似于梁.     

索-拱组合结构中斜拉索的非线性参数振动

索-拱组合结构是大跨度拱桥施工过程中非常重要的临时结构。对大跨度拱桥施工过程中普遍存在的索-拱组合结构建立了非线性力学模型,考虑由于索的初始垂度、大位移而引起的几何非线性因素的影响,推导索-拱组合结构的非线性运动方程,对索-拱组合结构的边界条件与连接条件进行了简化,拱在连接处的边界条件被简化为用索的抗拉刚度表示的径向弹性支撑,拱在连接处的运动作为对索的周期性激励,建立索的非线性参数振动方程,运用多尺度摄动方法,对拉索可能发生的参数共振和亚谐波共振进行了理论研究和数值分析,确定了索-拱组合结构中拉索参数共振和亚谐波共振的影响因素及发生条件。研究结果表明,在拱的低阶局部振动频率处于一定区域时,拱的小幅振动能够激发拉索的大幅度运动,影响大跨度拱桥施工过程中索-拱组合结构的稳定性和安全性,对于一个给定阻尼和频率比的系统,足够小的激励幅值能够有效避免系统发生参数共振。     

利济桥拱架施工技术探讨

结合空腹式拱桥施工实例,从拱架的构造情况、预拱度的设置、拱架预压实施方案、拱架保护与基础加固措施、拱架的拆除等方面,介绍了拱桥拱架的施工技术要点。     

简支钢管混凝土拱桥拱脚检测应注意的问题

以一座简支钢管混凝土拱桥为研究对象,针对在荷载试验过程中,该类拱桥拱脚截面拱脚负弯及最大水平推力工况,其实测的数据与MIDAS Civil 2006梁格法的计算结果趋势有差异,说明此类拱桥拱脚与一般拱桥受力不同.笔者通过试验重现和改用ANSYS实体单元模拟解决了这一工程问题,提出了今后检测此类拱桥的建议.     

利济桥拱架施工技术探讨

结合空腹式拱桥施工实例,从拱架的构造情况、预拱度的设置、拱架预压实施方案、拱架保护与基础加固措施、拱架的拆除等方面,介绍了拱桥拱架的施工技术要点。     

刚架拱桥横向整体性影响因素探讨

结合刚架拱桥结构特点,采用桥梁专业有限元分析软件Midas/Civil的梁格法建立刚架拱桥空间结构模型,利用挠度法计算各片刚架拱片荷载横向分布影响线,并分析探讨了刚架拱桥荷载横向分布影响线随横系梁数量、横系梁刚度以及刚架拱片横向间距等变化规律,探讨各因素对刚架拱桥横向整体性的影响程度。     

某三拱肋混凝土拱桥成桥状态静力分析

以某三拱肋混凝土拱桥为实例,采用空间有限元分析程序MIDAS/ClVIL建立三拱肋拱桥有限元计算模型,分析拱肋、系杆梁等主要构件的受力与变形性能。计算结果表明:拱桥各构件的受力与变形基本关于跨中对称,两侧边拱肋基本关于中跨拱肋对称,但是中间拱肋的变形明显要大于边拱肋;拱肋、系梁总体处于受压状态;全桥以竖向位移为主,最大竖向位移发生在拱顶,系梁竖向位移较小。     

双跨钢管高强混凝土拱桥模态分析与对比

为了获得钢管高强混凝土拱桥的和振型特征,文中以某双跨拱桥为例,通过改变拱肋中混凝土强度、钢管厚度、径厚比等参数,分析其对钢管混凝土拱桥的刚度及自振频率的影响,明确混凝土强度及拱肋钢管厚度对固有频率及拱肋位移的影响规律.结果表明拱桥最大竖向振动频率与最大水平振动频率均小于人体感知范围,振动发生时并不会使人感觉到有明显的振感.拱肋、桥面系的平面内刚度大于平面外刚度,拱肋和桥面系的平面内弯曲变形出现的时间较晚.拱肋中混凝土强度的增加对拱肋刚度的提高并不明显.随着钢管厚度的增加,拱肋的延性和拱桥的竖向刚度逐渐提高,但钢管厚度过大会不利于拱桥的整体稳定性.钢管径厚比的增大有利于提高拱肋的平面外刚度及拱桥整体的竖向刚度.为进一步开展拱桥的动力响应分析奠定基础.     

大跨径简支组合拱桥施工技术

以某简支组合拱桥施工为工程背景,对大跨径简支组合拱桥桩基、承台和现浇梁施工技术,拱肋吊装与拱肋焊接工艺等进行了详细介绍,为同类工程施工提供参考。     

复式提篮拱桥动力特性及其参数敏感度研究

通过ANSYS对某大跨度无推力复式提篮拱桥桥例进行动力特性分析,探讨了稳定拱倾角、横撑数量、横撑布置区域、拱梁刚度和混凝土弹性模量对复式提篮拱桥动力特性的影响,分析结果对深入认识复式提篮拱桥动力学行为有一定的参考价值。     

基于静载试验的拱轴悬链线方程研究

旧拱桥建筑资料缺失,但在某些建筑工程场地此类拱桥仍然承担较重要的交通枢纽及连接任务;拱轴悬链线方程是拱桥后期结构安全计算及资料备案的重要资料,主要针对某拱桥的现场试验,结合试验的理论分析最终确定一个较为准确的拱轴悬链线方程解析式。     

初应力对哑铃型钢管混凝土拱承载力的影响

根据钢管混凝土拱桥特点,采用包含初应力的实体—空间梁单元法来计算哑铃型钢管混凝土拱桥承载力的方法,计算3种哑铃型拱肋,分析了不同初应力系数、不同含钢率和不同跨径的因素对哑铃型钢管混凝土拱桥承载力影响规律,结果表明,初应力导致拱肋的极限承载力下降。     

复杂边界条件下基于频率法的吊杆张力测定研究

考虑吊杆两端弹性支承及拱肋、系杆梁里设置的减振垫减振作用和拱肋、系杆梁附加质量等的影响,基于Euler-Bernoulli梁理论建立了复杂边界条件下吊杆张力与其横向振动频率之间关系的隐式解析表达式,给出表达式中各参数的确定方法,分析边界参数的灵敏度,以京港澳高速公路郑州黄河二桥为实例对计算公式进行验证。计算结果表明:该表达式比较全面地考虑了吊杆实际边界条件,无论对于短吊杆还是长吊杆,计算结果都比较准确;当不考虑拱肋或系杆梁对吊杆的转动约束时,对于短吊杆来说,其边界条件更类似于固接;对于刚性系杆梁刚性拱类型的中、下承式拱桥,吊杆边界约束条件更接近于固接。     

求解拱轴系数程序化的实现

确定合理拱轴系数是拱桥设计的关键，利用Fortran 95语言编制了拱轴系数的计算程序，从而减少了以往繁琐的查表计算过程。某40m空腹武拱桥工程实例计算表明，其结果与工程实例中拱轴系数取值相对应的y1／4／f比较，差值在容许范围之内。     

中承式异形钢管混凝土拱桥动力特性分析

运用通用有限元软件ANSYS对某中承式异形钢管混凝土拱桥进行了动力特性的数值模拟分析,给出了自振频率和振型描述,并对自振特性的影响因素进行了研究.结果表明:主拱肋、竖吊杆、斜撑有助于增强拱桥的竖向刚度;副拱肋对拱桥面外振动影响较大,其外倾角影响结构整体刚度;横撑、斜撑的设置有助于提高拱肋的横向刚度,增强抗风的稳定性;二期恒载集度对竖弯振动影响较大;边界条件对拱桥的动力特性有显著影响.研究结果可以为同类桥粱的抗震设计提供参考.     

上承式钢管混凝土拱桥动力特性分析

为研究上承式钢管混凝土拱桥的动力特性,以大型有限元计算软件ANSYS为平台,对跨径为252 m的上承式钢管混凝土拱桥——千岛湖1号特大桥建立了空间有限元模型,进行了动力特性分析。通过对前十阶频率和振型的分析,得出结论:面内基频一般较面外基频大,尤其是大跨度拱桥,应注意保证拱的横向稳定性;桥面系的面内振动与拱肋基本同步,桥面系的面外振动受桥面系与拱肋之间联结形式的影响较大,采用立柱或刚性吊杆联结时,二者振动基本同步;通过收集到的大量钢管混凝土拱桥的结构型式和基频计算结果,可得出钢管混凝土拱桥基频随跨径的变化趋势,并由此回归出频率对于跨度的公式,当缺少实测资料时,可作为工程设计中的参考依据。     

下承式刚性系杆拱桥的结构温度效应研究

以桐庐富春江二桥60m跨度的拱桥为对象,根据桥位的温度实测数据分析下承式刚性系梁拱桥由于上、下部结构温度差产生的温度效应。通过与使用荷载、体系温度荷载及系梁温度梯度荷载的工况对比结果,表明上、下部结构温差产生的拱肋轴力为使用荷载的4倍左右,且拱肋的弯矩远大于使用荷载下的弯矩值,对拱肋的结构安全性验算有较大的影响,设计时须注意。