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。     

全钢结构斜靠式提篮拱桥设

斜靠式提篮拱桥是一种结构形式较新颖的、特点鲜明的组合拱式结构体系,本文以云梨桥为例,对全钢结构斜靠式提篮拱桥的拱肋、系梁、吊杆、下部结构等设计及施工方案与注意事项等做了介绍。     

钢结构中承式斜靠拱桥设计

京杭大运河昌运桥主桥采用130 m跨钢结构中承式斜靠拱桥。主拱、副拱均采用变高度钢箱截面以适应拱圈内力变化,主、副拱之间设11道横撑。桥面系采用钢结构“纵横格子梁+正交异性桥面板”的形式。吊杆采用高强度低松弛镀锌平行钢丝索。该桥为有推力体系,推力由大直径群桩基础承担。主桥采用斜拉扣索吊装法施工,确保桥梁施工期间正常通航。采用空间有限元软件MIDAS Civil对该桥的静、动力性能进行分析,计算时考虑桩土相互作用,结果表明各项指标均满足规范要求。     

斜靠式钢管混凝土拱桥——徐沙河桥抗震性能

介绍了徐沙河桥的结构概况,简述了通过有限元建立结构模型时考虑单元设置、计算常数、对钢管和混凝土2种材料的处理情况、考虑剪切变形及将桥面板的质量和刚度简化到横梁上等5种情况.采用有限元软件,在考虑结构初应力与不考虑结构初应力2种工况下,计算了桥梁结构的动力特性.采用反应谱理论分析计算了P1概率和P2概率水-平地震动作用下...     

拱肋变形对拱桥极限承载能力的影响分析

由于在战争中受到炮弹轰炸,某桥拱肋发生明显的侧向变形,致使在正常使用状态下拱脚外包混凝土严重开裂.为了深入分析病害成因及其对桥梁极限承载能力的影响,分别采用线性和非线性的分析方法研究了桥梁的整体稳定性和极限承载能力.分析表明,拱肋变形降低了结构的极限承载能力,并增大了其在正常使用状态下的侧向变形,以致拱脚外包混凝土开裂严重.     

金昌路跨运河斜靠式钢箱拱桥总体设计

杭州市金昌路跨运河桥为单跨130m斜靠式钢箱拱桥,横向设4片拱肋,主拱肋铅直布置,副拱肋位于主拱肋外侧,内倾17．5°,由主副拱形成横向稳定体系,主拱不设置风撑。桥面为纵横梁体系、桥面板为正交异性板。桥梁为无系杆拱体系,拱脚水平推力相对较大,综合考虑软土地区的地基加固措施,对拱脚背侧予以处理,有效提高了土体水平抗推能力。     

双肋外斜式下承式系杆拱桥侧倾稳定分析

根据理想完善结构假定的第一类稳定理论,结合结构力学和运用能量法推导出双肋外斜式下承式系杆拱桥的侧倾稳定极限荷载的一般公式,并通过有限元软件验证计算公式的正确性,为该类桥梁结构设计提供了简便的分析计算方法。     

湛河斜靠式拱桥考虑吊杆破断时的稳定性能分析

以跨越平顶山市湛河的斜靠式拱桥为工程实例,采用有限元程序MIDAS/Civil建立该拱桥空间有限元计算模型,考虑不同的吊杆破断情况,进行斜靠式拱桥空间稳定性能分析,对比斜靠式拱桥不同吊杆破断情况与吊杆完好状态下的桥梁稳定性能计算结果。得出结论:各工况对应的桥梁第1阶稳定系数在7.10～7.34之间,满足一般拱桥稳定系数大于4～5的要求;吊杆破断对该桥梁的低阶失稳模态几乎没有影响,失稳形式主要表现为拱肋的面外扭转失稳;主拱吊杆破断对桥梁稳定系数影响较大,稳定拱吊杆破断对桥梁稳定系数影响较小。计算结果对正确认识斜靠式拱桥在不同吊杆破断状态下的稳定性能以及进行斜靠式拱桥的科学维护,具有重要的理论意义及工程实用价值。     

大跨度拱桥弹性动力失稳的简化计算

基于Liapunov动力稳定性意义,针对拱结构弹性失稳的特点,研究改进了需对结构整个振动时间历程进行特征值抽取的动态特征值法,通过引入静力稳定系数以及结合关键构件的线性时程计算结果,提出简化的计算方法确定拱桥的动力失稳临界荷载,并以一座实际大跨度拱桥为例进行计算验证,结果表明：该简化方法具有概念清晰,计算快速、准确的特点,可以为大跨度拱桥的动力稳定性能研究提供更为有效的研究手段,同时也适用于其他存在稳定问题的土木工程结构。     

某刚架拱桥承载能力鉴定试验

介绍某单跨刚架拱桥的承载能力鉴定试验过程,讨论其承载能力评定方法,可供其他类似桥梁参考。     

钢筋混凝土拱桥面内极限承载能力的非线性分析

建立了平面杆系UL列式的几何非线性与材料非线性耦合分析方法 ,并编制非线性分析程序。采用所编的程序对文献 [2、 6]提供的两个模型拱进行了计算分析 ,通过对拱桥结构的非线性屈曲分析 ,给出了拱顶挠度-荷载的关系曲线 ,可以看到拱桥结构的屈曲与压杆失稳是有差异的 ,拱结构在极值荷载点没有明显的屈服台阶 ,挠度 -荷载曲线在达到峰值点立即进入下降段 ;在对模型拱进行几何与材料非线性分析中 ,可以看到模型拱的极限承载能力主要受材料非线性的影响     

刚架拱桥承载能力评估试验分析

某刚架拱桥在运营过程中发现存在严重病害,为确保行车安全,对该桥进行荷载试验,以评估其承载能力。试验结果表明,该桥承载能力不能满足设计要求,须进行限载并及时加固。     

刚性吊杆的系杆拱桥侧倾失稳近似计算方法

采用能量原理推导了考虑刚性吊杆抗弯刚度的系杆拱桥侧倾稳定的近似计算公式,并用有限元程序进行了验证,指出文中所给公式基本能反映出具有刚性吊杆的系杆拱桥侧倾失稳特征,应用时应注意其前提假设.     

斜靠无风撑混凝土拱桥施工阶段静力分析

金山大桥是世界上跨度最大的斜靠式无风撑钢管混凝土拱桥。本文利用ANSYS有限元软件建立了金山大桥的全桥有限元模型,分析其在施工过程中的静力响应。由于斜靠拱的存在,拱肋在竖向荷载作用下的出平面位移较大。为保证拱肋线型,本文提出了出平面预拱度公式。考虑几何与材料非线性的影响,对该桥在施工过程中的稳定性能进行了分析,描述了其在竖向及水平荷载的共同作用下的破坏过程。采用有效模量法和欧洲规范提供的混凝土模型考虑核心混凝土时效作用,考虑了施工过程中不同施工阶段荷载加载龄期的差异,分析了核心混凝土收缩徐变对钢管混凝土拱肋长期静力性能的影响。将分析结果与实测数据进行比较,验证了本文有限元模型与分析理论的合理可靠性。     

圬工拱桥承载能力评估方法研究

针对目前既有诸多圬工拱桥出现承载能力不足及病害等问题,总结了圬工拱桥承载能力的计算理论和评估方法,提出了外观检测、荷载试验,并根据有限元计算结果,结合相关评估规范等多种评定方法相结合的综合分析评定方法。以某大跨圬工拱桥为例,应用综合分析评定方法评定该桥现有状况,与实际情况较为吻合,表明该方法具有较好的工程实用使用价值和理论意义。     

非线性分析方法及其工程应用——钢筋混凝土拱桥的面内极限承载能力计算分析

本文建立了平面杆系UL列式的几何非线性与材料非线性耦合分析方法,并编制非线性分析程序。采用所编的程序对文献[2][6]提供的两个模型拱进行了计算分析,通过对拱桥结构的非线性屈曲分析,给出了拱顶挠度-荷载的关系曲线,可以看到拱桥结构的失稳与压杆失稳是有差异的,拱结构在极值荷载点没有明显的屈服台阶,挠度-荷载曲线在达到逢值点立即进入下降段;在对模型拱进行几何与材料非线性分析中,可以看到模型拱的极限承载能力主要受材料非线性的影响。     

三跨上承式空腹拱桥承载能力评定

以某座运营近30年的三跨上承式空腹拱桥为工程案例,通过荷载试验结果分析表明,对部分超限裂缝进行封闭并粘贴碳纤维布补强后,桥梁的承载能力和刚度仍可基本满足原设计荷载桥面加铺沥青荷载作用下的正常使用要求。但通过有限元验算得出,在恒载、活载与降温作用等最不利荷载组合下,拱脚截面的承载能力储备量不足,不建议加铺桥面沥青铺装。     

增大截面法加固拱桥承载能力计算

以湖南省某石拱桥为研究对象,运用增大截面法对拱桥进行了加固,依据规范的要求进行截面设计,并运用大型空间有限元软件ANSYS对加固前后的拱桥结构进行了受力分析,通过对分析结果进行比较,表明运用增大截面法对拱桥的主拱圈进行合理的加固改造,加固后承载能力提高30％左右,且无新增裂缝,加固效果良好。     

侧倾偏位钢管混凝土拱桥的加固施工稳定性分析

为研究有侧倾偏位的钢管混凝土拱桥加固施工过程的稳定性,应用有限元程序建立了空间计算模型,对加固过程中的各种工况进行了屈曲分析,并分析了桥梁的失稳特征。结果表明:增加临时限位钢纵梁、在拱肋上加焊K字撑等措施很大程度地提高了施工过程中的稳定性,保证了桥梁加固的顺利进行及加固后桥梁结构的正常、安全运营;该加固方案是有效可行的,可为同类型桥梁的加固设计与施工提供借鉴。     

某大跨度中承式拱桥承载能力检测评定与分析

以某大跨度中承式吊杆拱桥为研究对象,基于外观检测,查出桥梁存在的病害及其特征,根据无损检测,分析了桥梁的现存缺损给其造成的不利影响,通过荷载试验,评估了桥梁的工作状态,并对结构抗力效应进行修正,同时对桥梁进行了现有承载能力评定,结合检测结果对主要病害进行病害成因分析,为桥梁维修加固提供依据。