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.     

拱桥稳定性影响因素探讨

通过有限元分析软件Midas/Civil对某拱桥的稳定性影响因素进行了分析,探讨了拱桥矢跨比、横撑的形式和刚度、拱肋刚度和吊杆的刚度对稳定性的贡献,提出了一些对拱桥设计具有参考价值的建议.     

下承式钢桁架拱桥静力性能试验与对比

为验证下承式钢桁架拱桥在实际建设工程中具有较好的受力性能和广阔的应用前景，文中以国内一座城市钢桁架拱桥作为工程实例，通过对桥梁结构进行静力试验来测试钢桁架拱桥实际运营过程中主要构件的应力、竖向挠度和吊杆索力。根据静力试验数据分析结果，结构吊杆的受力状态比较理想，实测值与理论值变化趋势较为吻合，说明结构的实际受力状态与模拟计算结果接近，桥梁整体受力合理，结构工作状态、承载能力及刚度均满足设计要求。     

下承式钢桁架拱桥静力性能试验与对比

为验证下承式钢桁架拱桥在实际建设工程中具有较好的受力性能和广阔的应用前景，文中以国内一座城市钢桁架拱桥作为工程实例，通过对桥梁结构进行静力试验来测试钢桁架拱桥实际运营过程中主要构件的应力、竖向挠度和吊杆索力。根据静力试验数据分析结果，结构吊杆的受力状态比较理想，实测值与理论值变化趋势较为吻合，说明结构的实际受力状态与模拟计算结果接近，桥梁整体受力合理，结构工作状态、承载能力及刚度均满足设计要求。     

大跨径偏态抛物线拱桥设计与分析

基于景观要求,主跨桥梁采用(165+70)m两跨简支偏态抛物线拱肋的系杆拱桥,桥梁线形优美,属国内类似桥梁的最大跨径。主要介绍矢跨比、合理拱轴线、拱肋及桥面系等结构设计。通过计算分析拱肋及系杆受力特点,强大的桥面系刚度及空间吊杆提供的非保向力作用,使拱肋不设置横撑便满足稳定要求。偏态抛物线拱桥体现结构美,为今后大跨径类似桥梁提供经验。     

南广铁路西江特大桥总体设计

以南广铁路肇庆西江特大桥为背景,针对大跨度钢拱桥的桥式方案,对钢箱拱桥和钢管桁架拱桥从结构性能、耐久性、工程造价、施工方法等多方面进行了综合比选;以西江特大桥486m中承式钢箱提篮拱桥为例,针对桥梁的主要设计参数进行了详尽阐述,包括矢跨比、拱轴系数、拱肋内倾角、横撑布置、吊杆形式、桥面系方案等;介绍了桥梁相关的静力、动力计算结果;针对大尺寸钢箱拱肋结构、钢混桥面系结构的结构方案及结构尺寸进行了描述;对大跨度钢箱拱桥"边段竖转+中段提升"、"缆索吊机节段悬拼"施工方案进行了综合研究比选。     

混凝土折板式密肋拟扁壳的静力性能分析

混凝土折板式密肋壳是由若干块密肋平板在脊(谷)线处交汇而成的新型空间结构,本文以其中的折板式密肋拟扁壳为研究对象,考虑结构矢跨比、脊线刚度、边缘桁架上弦刚度和密肋梁刚度影响,在点支承条件下采用有限元法进行竖向荷载作用下的静力性能分析。结果表明:密肋平板在屋盖中具有拱效应,边缘桁架上弦是屋盖的主要传力构件;屋盖整体刚度随矢跨比提高而增加,过低的矢跨比会增大结构轴力,并显著增加边缘桁架上、下弦的弯矩,建议矢跨比不宜小于1/6;脊线刚度改变几乎不影响结构静力性能,脊线截面高度可取屋盖跨度的1/50~1/30;增大密肋梁刚度能明显提高结构整体刚度,改善脊线和边缘桁架的内力分布,密肋梁截面高度可按结构跨度的1/60~1/35确定;边缘桁架上弦刚度对结构整体刚度和密肋平板内力的影响较小,其截面高度可与脊线截面高度相同。     

主要设计参数对斜靠式拱桥地震响应的影响

以某斜靠式拱桥为工程背景,采用有限元软件MIDAS/Civil建立该桥的空间有限元计算模型,分析主要设计参数对斜靠式拱桥地震响应的影响。计算结果表明:斜靠拱与主拱刚度比的变化决定了斜靠拱对该斜靠式拱桥的作用;矢跨比变化对该斜靠式拱桥的顺桥向地震响应影响较大,尤其是对轴力和面内剪力的影响较大;横撑数量减少时,主副拱之间的连接变弱,使其整体性变弱,不仅削弱了斜靠拱对结构的作用,而且不利于斜靠自身受力。尼尔森体系吊杆形式使桥面系与拱肋的连接增强,使主拱肋的轴力变化均匀,同时增加了对桥面系的约束,可适当减小桥面系的位移。     

外倾式拱桥地震响应影响参数研究

为研究桥梁设计参数对外倾式拱桥抗震性能的主次影响,采用有限元软件MIDAS Civil建立某外倾式拱桥计算模型,对其进行反应谱分析.采用正交试验法研究外倾角、矢跨比、边跨横梁标高及吊杆布置形式等参数对结构地震响应的影响.结果表明,拱肋外倾角和边跨横梁标高对结构地震响应影响显著,在外倾式拱桥抗震设计中应被列为主要影响因素...     

某三跨连续中承式钢桁架拱桥静载试验研究

通过对某三跨连续中承式钢桁架拱桥(80+200+80)m进行静载试验,将试验过程中的应变、吊杆增量、挠度测试结果与理论值作了比较,了解了大跨径钢桁架拱桥的整体受力状况,结果表明,该钢桁架拱桥在试验荷载作用下,结构的强度、刚度及吊杆力增量均满足要求,桥梁整体受力性能良好。     

钢管混凝土单肋拱面外屈曲参数分析

以钢管混凝土单肋拱桥空间有限元模型为基础,对面外屈曲临界荷载的计算方法进行了探讨和比较,并就拱轴线型、加载点数、矢跨比、含钢率、管内混凝土以及拱肋刚度等参数对面外屈曲的影响进行了分析,分析结果可为钢管混凝土拱桥拱肋的设计提供建议。     

钢管混凝土系杆拱桥稳定性的影响因素

在目前的拱桥稳定理论指导下,建立了98m太子河钢管混凝土系杆拱桥的空间有限元模型。以大量计算结果为依据研究其稳定影响因素,研究拱肋内倾角、系杆刚度系数、吊杆刚度系数以及矢跨比对该桥的稳定性的影响。结果表明:该结构的失稳主要表现在拱肋的面外失稳,弹性稳定满足要求。     

蝴蝶拱桥发展概况与设计参数分析

蝴蝶拱桥是将竖直拱肋往桥外外倾而形成的一种新型异型拱桥。调查分析结构稳定性能已建成的蝴蝶拱桥设计参数,了解其结构受力与构造特点。结果表明,蝴蝶拱桥通常采用中下承式无推力拱的结构体系;适用跨径80~160m;矢跨比1/5~1/3,跨径增大时应增设副拱,副拱间设置连杆来保证结构稳定,同时钢箱是主要采用的截面型式;蝴蝶拱桥的面外刚度小于面内刚度,结构横向稳定性突出;拱肋外倾角取值范围13.5°~33.5°,为获得良好的稳定性能,拱肋倾角设计时可选择最佳倾角。     

钢管混凝土拱桥稳定性影响因素及敏感性研究

通过对某钢管混凝土拱特大桥进行有限元分析,不断改变桥梁结构各部分的刚度、结构形式,分析影响钢管混凝土拱桥稳定性的各因素及敏感性。结果表明:提高拱肋刚度、风撑刚度、风撑形式、吊杆刚度、主梁刚度等均可以提高钢管混凝土拱桥的稳定性;钢管混凝土拱桥稳定性对风撑形式最为敏感,拱肋刚度次之,吊杆刚度最不敏感;采用K字撑是提高钢管混凝土拱桥稳定性的有效手段。     

外倾拱非线性行为的影响因素分析

蝶形拱桥的拱肋由于外倾其非线性行为规律较之普通拱桥更加难以掌握,传统的未充分考虑非线性影响的设计方法已不再适用.在自编程序的基础上,全面分析了外倾角、矢跨比、含钢率等设计参数对蝶形拱桥外倾拱非线性行为的影响及规律.结果表明:偏载对加载侧拱肋拱顶横向位移的影响较大,而另一侧较小;斜索体系对拱肋横向位移和面外弯矩的影响均是有利的;拱顶横向位移的影响系数随着外倾角、矢跨比和索拱平面间夹角的增大而增大;位移计算时单元初内力宜由施工阶段分析得到,面外弯矩计算时可采用一次成桥的简化方法进行计算.     

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。     

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。     

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。     

混凝土折板形柱面网壳结构静力性能的参数化分析

通过等分柱面后,采用密肋平板交汇出混凝土折板形柱面网壳.基于有限元原理求解结构内力和挠度,并在此基础上考虑矢跨比及主拱、脊线、肋刚度和屋面板厚度等因素影响进行静力性能的参数化分析.结果表明,主拱是主要传力结构,脊线及平向肋内力较小,端隔在固支条件下主要由上弦传递荷载,边梁为双偏心受力构件,结构刚度主要由密肋平板控制.过大的矢跨比反而不利于结构刚度和强度控制,建议结构矢跨比不大于1/6;脊线刚度对结构整体刚度和承载力几乎没有影响,脊线截面高度可按构造确定.主拱刚度增加有利于调整结构的内力分布并提高屋盖的整体刚度,主拱截面高度可取屋盖跨度的1/80～1/100.肋刚度的提高有利于大幅度提高屋盖整体刚度,但对主拱内力影响较小,肋截面高度可取屋盖跨度的1/100～1/80.不建议采用过厚的屋面板.     

高速铁路下承式钢箱系杆叠拱桥的受力分析

以哈大客运专线某138m下承式钢箱系杆叠拱桥为例,采用有限元法,对桥梁的受力特性进行研究。结果表明：桥梁竖向挠度在双线半桥满布ZK活载作用时最不利;在受力上,拱肋全部受压,压应力上拱肋较下拱肋更大,系梁和纵梁则基本都受拉;3种钢构件面外弯曲作用都较小,简化计算时可忽略;横梁则以受弯为主,端横梁面外抗弯刚度较大时,中间横梁可近似认为只受面内弯曲作用;吊杆主要受轴拉作用,中间吊杆应力较大,端吊杆较小;混凝土板的受力状态以第一系统引起的轴拉作用和竖向荷载引起的弯曲作用为主,横桥向应力不控制设计;采用高配筋时裂缝宽度能得到有效控制。