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.     

脱空对钢管混凝土拱肋内力分布的影响

利用ANSYS对面内荷载作用下的钢管混凝土单圆管拱肋进行双重非线性有限元分析。考虑核心混凝土脱空,对拱肋在全跨及半跨均布荷载作用下的内力情况进行分析。研究面内荷载作用下矢跨比、截面脱空率、脱空范围及初始缺陷对抛物线拱内力分布的影响。分析结果表明,矢跨比、截面脱空率、脱空范围对拱肋的内力值有影响,但不影响拱肋的内力分布规律;拱肋的初始缺陷会影响拱肋的弯矩分布规律,不影响轴力分布规律。     

上承式钢管混凝土拱桥设计计算

某上承式钢管混凝土拱桥主拱计算跨径为170 m,主拱选用悬链线形作为拱轴线,拱肋采用四肢全桁式等截面钢管混凝土结构,由左右两条拱肋及横向联接系构成。拱肋中心距7.2 m,肋全高3.8 m,全宽2.8 m,拱肋腹杆采用钢管。拱上立柱为钢管混凝土格构式柱,上部构造采用3×4×15.3(m)先简支后桥面连续预应力矮T梁。采用有限元计算软件Midas Civil进行建模计算,分析桥梁在施工阶段、运营阶段受力情况,结合规范要求对桥梁结构进行设计。     

多肋连续系杆拱桥动力特性及抗震分析

以某多肋连续系杆拱桥工程为例,建立了两种计算模型,分析了其自振特性和主要控制截面的内力及位移规律,结果表明:拱座与桥墩分离可有效减少中墩截面尺寸,使地震力在拱墩处分配均匀。     

混凝土刚架拱梁与索梁预应力计算方法分析

钢筋混凝土刚架拱梁与索梁结构由普通钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土两种构件组成,将预应力作为等效荷载作用进行结构内力分析与构件截面设计时,需要计算主弯矩、次弯矩和综合弯矩。通过七个正截面内力计算简图推证:只需计算一个综合弯矩,再计入预压轴力对截面的作用,即可建立适合预应力复杂结构在承载能力极限状态下的截面计算公式,及正常使用极限状态下的钢筋应力增量计算公式。因预应力作用与外荷载对结构构件作用的方向相反,使构件控制截面上的内力绝对值变小,使结构可以承担更大荷载。     

稳定拱肋对主拱肋力学行为影响的试验研究

在多点竖向荷载作用下以及不同稳定拱肋倾角时研究了斜靠式圆弧拱结构主拱肋的力学行为。通过试验得到了斜靠式拱结构主拱肋的竖向位移、侧向位移以及应变,分析了多点竖向荷载作用下稳定拱肋倾角对斜靠式拱结构主拱肋位移和应变的影响。试验结果表明,稳定拱肋倾角对斜靠式拱结构主拱肋的力学行为具有显著影响,主要表现为:稳定拱肋倾角对斜靠式拱结构主拱肋的横向位移影响比对纵向位移影响大;随着稳定拱肋倾角的增加,斜靠式拱结构主拱肋的拱顶截面上部应变减小;而斜靠式拱结构的承载能力随稳定拱肋倾角的增加而增强。     

系杆拱桥吊杆布置形式对比浅析

以一座大跨度钢系杆拱桥为工程背景,对不同吊杆布置形式下拱肋和系梁各关键截面的内力影响线进行了比较分析,对吊杆形式对结构竖向和横向刚度的影响作出评价,得出相对较优的吊杆布置形式.     

横撑布置对钢结构拱桥地震响应的影响研究

以一座地震区钢结构拱桥为研究背景,设计了横撑在拱顶处交叉布置,在1/4拱肋处交叉布置及在1/4拱肋处平行布置三种不同方案。首先进行模态分析,然后采用非线性时程分析对其地震响应进行研究。研究结果表明:横撑在拱顶处交叉布置能够更好的降低纵向地震作用力下拱肋的内力,横撑在1/4拱肋处平行布置能够降低横向地震作用力下拱肋的轴力,总体而言,横撑在拱顶处交叉布置能够更大限度的降低拱肋的内力响应。     

某铁路槽型梁拱桥拱脚局部应力分析

某铁路工点采用简支槽型梁拱组合桥梁方案,拱脚位置受力复杂。为准确分析拱脚位置的应力分布规律,探究该位置的受力改善方法,基于全桥有限元模型提取拱肋传递于拱脚的截面内力,建立拱脚实体模型,对拱脚局部进行实体分析。结果表明:(1)拱脚顺桥向大范围以受压为主,且主压应力存在较大的安全储备;(2)拱肋与拱脚接触位置的上下缘有较为明显的应力集中,垂直于拱轴线的剪力及弯矩为主要作用因素;(3)通过加强拱脚局部的普通钢筋配置,可以较为明显地改善该位置的应力状态。     

石拱桥拱脚裂缝形成时的静力学分析

采用空间梁单元对实际的石拱桥拱脚开裂现象进行了有限元模拟分析，随着开裂深度的变化，主拱圈中的内力进行重新分配。得出了不同开裂深度时主拱圈中的内力分布规律，对实际的各种受力状态和开裂过程中的内力进行了较精确的数值描述。当拱脚裂纹扩展时，拱脚截面上的弯矩明显减小，轴力明显增大，而其它截面上的弯矩增大，轴力也增大。截面上的内力值与开裂深度成非线性关系。这些分析数据对该类桥梁设计、施工和使用过程均具有指导意义。