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。     

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。     

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。     

单肋斜拉拱桥横向稳定性的实用计算

斜拉拱桥是一种将斜拉桥和拱桥相结合的新型桥梁结构形式,索拱共同受力使得拱的稳定性区别于一般拱桥。单肋斜拉拱是斜拉拱桥稳定性研究的基础,本文基于能量原理,在综合考虑桥面刚度、吊杆非保向力、斜拉索非保向力的前提下,推导了单肋斜拉拱横向失稳临界荷载的实用计算公式,并通过算例验证了实用计算公式的正确性,借助实用公式分析了斜拉索参数：斜拉索预张拉力、斜拉索倾角、索在拱的布置范围、主塔与拱的距离对单肋斜拉拱横向失稳临界荷载的影响。     

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。     

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。     

V撑连续钢构组合拱桥稳定性分析

采用SAP2000有限元分析程序建立了某V撑连续刚构组合拱桥三维有限元模型,在此基础上计算了横撑、吊杆、系杆、横梁及拱肋对该桥横向稳定性的影响。计算结果表明,横撑布置形式、吊杆非但向力、拱肋横向刚度对该桥的稳定性影响较大,其他情况对拱肋横向稳定性影响均不明显。希望计算方法及结论对同类型的桥梁具有借鉴意义。     

提篮拱桥拱肋及横撑对其稳定性的影响

采用有限元软件MIDAS/Civil建立模型,分析了拱肋和拱肋间横撑对某提篮拱桥稳定性的影响,从分析结果可以看出,减少拱肋的横撑,结构的稳定系数将减小,其中采用K撑的拱肋的稳定性比采用一字形横撑的稳定性要好。     

龙潭河大桥稳定性影响因素分析

钢管混凝土拱桥是一种新型的桥梁结构形式,关于该桥型稳定性因素的研究文献较多,但大都是根据实桥研究的,没有形成普遍的理论。以三峡库区钢管混凝土中承式拱——龙潭河大桥为工程背景,借助有限元软件ANSYS,就横系梁（风撑）的刚度及布置形式,吊杆非保向力效应,拱肋、桥面刚度,宽跨比等因素对该桥整体稳定性进行分析。     

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。     

苏州云梨桥的结构设计

斜靠式提篮拱桥是一种结构形式较新颖、特点鲜明的组合拱式结构体系,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作了介绍,可供类似工程参考。     

钢拱肋异型拱桥设计与研究

介绍某异型拱桥的结构特点和设计构造,结合有限元的计算方法,分析拱桥的成桥阶段和运营阶段的受力特点,采用第一类弹性稳定的分析方法,对成桥状态拱肋的风撑数量进行稳定性能的参数分析。结果表明:由于异型拱桥的非对称性,结构受力也呈非对称性,拱肋应力呈S形分布;对于刚拱刚梁的结构体系,桥面系刚度较大,拱桥不设置风撑是完全可行和安全的,且失稳模态主要表现为拱肋面外失稳。     

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。     

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.     

带L形横撑的大跨CFST桁式拱桥稳定性分析

为研究新型L形横撑在大跨度钢管混凝土(CFST)桁式拱桥稳定中的有效性,以合江三桥为工程背景,采用数值计算和理论分析相结合的方式对其受力性能和稳定性进行比较分析,并利用正交试验和方差分析方法对L形横撑在大跨度CFST桁式拱桥稳定中的显著性进行了检验。结果表明：①对于L形拓扑横撑类型,当K形斜撑设置在主拱肋上弦且靠近拱脚一侧时,主拱的稳定性最好;②与常用的K形、X形和米字形横撑相比,L形横撑对主拱最大轴力、最大面内弯矩、最大面外弯矩、最大应力和竖向变形的影响均较小,仅对主拱水平变形有一定影响;③当各参数在合理的取值范围内时,使用L形横撑代替常用的K形、X形或米字形横撑,不会显著降低大跨度CFST桁式拱桥的分支点和极值点稳定性,工程师在该类拱桥的稳定设计中可以放心选用。     

叠合系杆拱桥横撑设置方式对面外屈曲安全性能的影响

叠合拱桥是一种将组成主拱肋的上、下拱肋部分分离且拱脚(支撑点)分设在不同墩(台)上的新型拱桥体系。以叠合系杆拱4种横撑设置形式作为分析模式,分析不同横撑的设置位置及形式对叠合系杆拱面外屈曲的影响,得出各模式下的稳定安全系数及失稳模态,分析对面外稳定较为突出的影响因素,供设计参考。     

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.     

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。     

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。     

三跨连续梁拱组合体系桥梁稳定性分析

该文采用空间有限元程序,分析预应力混凝土连续梁拱组合体系桥拱肋的横向弹性稳定性。特别分析了风撑布置形式、风撑侧向刚度、吊杆非保向力的作用以及系梁、拱肋、横梁等刚度对稳定性的影响程度。分析结果可用以指导设计并确保施工安全。