钢管混凝土柔性系杆拱桥施工阶段的静力计算分析

以某大桥为工程背景,采用空间有限元分析方法,对下承式钢管混凝土简支柔性系杆拱桥进行了施工阶段的静力分析与计算;介绍了该类型桥梁结构施工阶段有限元模型的建模要点及其边界条件,并分析了拱肋的位移、应力以及吊杆、系杆的拉力等随施工阶段变化的规律.计算结果表明,该施工阶段静力计算方法较为符合简支拱桥各个施工阶段的受力特点,是可行的,其计算结果可以作为施工监测分析的重要参考.     

双铰型上承式镰刀形拱桥关键构件受载性能研究

某双铰型上承式钢筋混凝土拱桥,外形呈镰刀形状,拱肋截面形式根据弯矩分布规律相应变化。建立空间有限元模型,分析了拱桥主要构件在关键施工阶段及成桥状态下的内力分布规律,并对该拱桥在施工过程中的应力状态及变形情况进行监测与控制。有限元计算及施工监测结果均表明,该桥内力分布均匀,有很好的刚度,各关键构件受载性能满足要求。拱肋除施工中体系转换时出现过拉应力外,其余均受压,应力在规范允许范围内,且拱轴弯矩较小,说明拱轴设计合理。该桥型在今后的工程实践中值得进一步推广。     

减小系杆拱桥活载作用下吊杆应力幅值的有效方法

为解决系杆拱桥吊杆在活载作用下将产生较大的应力幅值极易导致疲劳破坏的问题,提出在拱肋与主梁之间增设若干对V构件,通过形成一个以拱肋为上弦杆、主梁为下弦杆、 V构件为腹杆的桁式结构,发挥桁式结构承担活载的优越性,达到降低吊杆应力幅值的目标。为验证方法的有效性,建造一座跨径为50 m的试验桥,通过静载试验测试吊杆的应力值,运用有限元软件MIDAS CIVIL建立模型进一步对方法的有效性进行佐证,结果表明：结构的吊杆应力幅值得到有效减小,试验值与有限元计算值较为吻合;仅需增加很少的用钢量,结构活载作用下吊杆应力幅值和主梁挠度大幅减小。     

蒲山大桥力学性能分析

采用MIDAS／Civil软件建立蒲山大桥——下承式钢管混凝土系杆拱桥的空间有限元计算模型,分3种工况计算该桥在恒载和恒载＋活载作用下的桥梁力学性能,计算结果表明该下承式钢管混凝土系杆拱桥的系杆最大压应力值为-12．6MPa,拱肋最大压应力值为-120．0MPa,均小于材料的设计抗压强度;吊杆安全系数最小为3．17,满足规范关于最小安全系数不得小于2．5的规定,具有较大安全储备;该桥梁在汽车荷载作用下位移满足设计规范正常使用极限状态下的变形要求。本文计算结果已为该拱桥的设计复核提供了参考。     

斜靠式拱桥动力特性研究

平顶山市城东河路湛河桥是一座斜靠式钢筋混凝土箱肋拱桥,该桥内拱外倾、外拱内倾,组成组合拱肋与系杆梁、横梁组合成空间结构体系.该桥型较少见,为了了解该桥型的动力性能,需要对桥梁进行空间动力特性分析.采用ANSYS软件建立该桥梁空间有限元计算模型,计算得到桥梁前15阶振动周期和振型.计算结果表明:该种桥型的拱肋面内外刚度相差较大,横向刚度较竖向刚度弱,桥梁低阶以拱肋横向振动为主;桥梁的自振周期较大;桥梁振型较为密集.     

大跨度系杆拱桥施工过程中拱梁应力及变形的ANSYS分析

结合某钢管混凝土拱桥实际工程,采用ANSYS有限元软件建模,对该桥的拱肋和系梁在施工全过程中进行有限元模拟,分析拱肋和系梁的应力、挠度变化规律以及系梁预应力对拱梁的影响;将理论计算值与实际监控结果进行比较,误差较小,对该桥的设计、施工具有一定的指导意义;为今后桥梁的研究和施工工作提供参考依据。     

基于无应力状态法的下承式拱桥吊杆张拉次序优化

太和三桥为主跨152 m 的下承式钢管混凝土系杆拱桥,吊杆张拉施工时采用无应力状态控制法,以 成桥时吊杆实际内力与设计值的误差小于2% 为目标。由于系杆拱桥吊杆长度较短,张拉时锚头拔出量或回缩 量不易控制,容易产生较大误差,提出将伸缩量换算为张拉力进行施工控制,并对不同的吊杆张拉次序进行 对比分析,确保结构整体受力合理、张拉过程安全。建立全桥有限元模型,分析4 种张拉方案下的成桥吊杆 力、拱肋位移、系梁位移、拱肋应力和系梁应力。结果表明,四种方案的成桥吊杆力与设计成桥吊杆力都相 当接近,相比较而言,方案3 的成桥拱肋线性良好,系梁位移及应力值在张拉过程中变化相对平缓一些。     

大跨度钢管拱施工阶段仿真分析

随着我国大跨度连续梁拱组合桥的不断增多，钢管拱施工质量对成桥阶段和运营阶段的结构有着重要影响，研究钢管拱在施工过程中的力学行为是非常有必要的.本文利用ABAQUS有限元分析软件创建钢管拱不同施工阶段，分析钢管拱在各个施工阶段中受力、变形等力学特征.计算结果表明：在钢管拱施工阶段，要重点关注钢管拱拱脚处应力状态，在钢管拱拼装完成后，支架位置处拱顶和拱底分别承受拉应力和压应力.钢管拱支架拆除后，在索力值1 074.4 kN作用下，整个钢管拱处于受压状态且拱底的受压程度大于拱顶.在钢管拱整体纵移过程中，钢管拱的应力在-12.49～11.10 MPa之间变化，由于拱脚处临时拉索的作用，在该位置处有最大压应力.在成桥施工阶段中，钢管拱的拱顶受压程度由拱中心向两侧减小，拱底受压程度由拱脚向拱中心减小，经过有限软件分析计算，钢管拱的应力、线形均满足规范要求.     

空间扭转系杆拱桥吊杆张拉顺序优化

空间扭转系杆拱桥是一种新型桥梁结构。由于主拱肋采用扭转形式及吊杆锚固的特殊性,使得吊杆张拉变得复杂,在制定张拉方案时要确定最优的张拉顺序。为此,采用ANSYS建立有限元模型,在倒装法的基础上,以主拱肋指定截面应力、吊杆初始张拉力以及张拉过程中吊杆力为控制对象,给出一种循环计算方法用于求解最优顺序。通过在马鞍山市阳湖大桥施工监控过程中的应用,证明该方法的合理性与实用性。     

基于蒙特卡罗法的大跨钢管混凝土拱桥结构可靠度分析

以一座大跨钢管混凝土拱桥为例,采用Midas/civil程序建立了桥梁有限元模型,分析了大跨钢管混凝土拱桥拱肋、吊杆等主要构件承载能力极限状态下的作用组合值,并建立了各主要构件的功能函数表达式;基于MATLAB程序,采用蒙特卡罗法对大跨钢管混凝土拱桥各主要构件可靠度进行了分析。结果表明:在正常使用条件下,该大跨钢管混凝土拱桥拱肋、吊杆等主要构件承载能力极限状态下的可靠度指标均大于5.2,满足规范目标可靠度要求;相比而言,吊杆可靠度指标最低,拱肋次之,而横梁、立柱和桥面板的可靠度较高。