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。     

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。     

横撑对钢管混凝土拱桥稳定性能的影响

文章以某大跨径上承式钢管混凝土拱桥为研究对象,对比分析了五种不同的横撑布置形式对结构的受力性能、稳定性能的影响.研究结果表明:横撑的布置形式对结构的面外弯矩影响显著,在设计时应将这一影响纳入考虑范围;米字形撑容易造成较大的面外弯矩,使用时需要注意米字形撑接头附近的结构安全;在大跨径钢管混凝土拱桥中可以合理的使用K形撑或...     

某大跨钢管混凝土拱桥横撑型式比选研究

横撑型式与布置对大跨钢管混凝土拱桥的稳定性起着至关重要的作用,针对某跨径320m的钢管混凝土拱桥横撑型式进行了比选,通过全桥整体稳定性分析与技术经济比较表明,新型的L型横撑型式能有效提高钢管混凝土桁式拱肋整体稳定性,且具有较好的技术经济性,为钢管混凝土拱桥的横撑选型提供了参考。     

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。     

大跨度钢拱桥横撑刚度对全桥抗震性能的影响

以天津大跨度钢拱桥———直沽桥为研究对象,对其在天津波、三维一致激励及行波效应下拱肋内力和位移的变化规律进行了分析,从该桥横撑刚度的变化对全桥地震响应的影响方面进行了论述,得到了大跨度钢拱桥拱顶对内力的影响程度要小于拱脚、横撑刚度较小的钢拱桥在地震作用下的内力较大、横撑刚度对横向弯矩有较大的影响等结论。     

复式提篮拱桥动力特性及其参数敏感度研究

通过ANSYS对某大跨度无推力复式提篮拱桥桥例进行动力特性分析,探讨了稳定拱倾角、横撑数量、横撑布置区域、拱梁刚度和混凝土弹性模量对复式提篮拱桥动力特性的影响,分析结果对深入认识复式提篮拱桥动力学行为有一定的参考价值。     

钢管混凝土拱桥横向稳定性及抗震性能研究

采用有限元方法,研究了拱肋横撑对中承式钢管混凝土拱桥横向稳定性及横向抗震性能的影响.通过分析,得出了:横撑可以有效增加横向稳定,但横撑加强到一定程度时稳定性增加微小;横撑的加强增大了拱桥横向地震响应,而且过多横撑影响拱桥美观、浪费材料,因此实际应用中要合理布置拱肋横向支撑.     

钢管混凝土拱桥主拱圈稳定性分析

以钢管混凝土拱桥的主拱为研究对象，对拱圈的稳定性进行线性屈曲和非线性屈曲分析，重点分析了横撑对主拱稳定性安全系数的影响，并对横撑的合理布置进行了探讨。     

斜靠式拱桥侧倾失稳极限承载能力简化计算方法

以斜靠式拱桥为研究对象,基于Ritz法,首次推导出了拱轴线为抛物线的斜靠式拱桥弹性侧倾失稳临界荷载计算公式,并基于有限元法验证了所提出的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的精确性以及所推导的侧倾失稳临界荷载计算公式的正确性。此外为便于估算斜靠式拱桥的侧倾失稳极限承载能力,最先引入了稳定拱肋和横撑影响系数η1、吊杆非保向力和桥面系影响系数η2、几何和材料双重非线性影响系数η3,提出了便于工程实际应用的斜靠式拱桥侧倾失稳极限承载能力的简化计算公式。研究结果表明:(1)稳定拱肋和横撑影响系数的取值范围为1.3～1.5;(2)吊杆非保向力和桥面系影响系数的取值范围为3.3～3.6;(3)几何、材料双重非线性影响系数的取值范围为0.23～0.28;(4)斜靠式拱桥的侧倾失稳极限承载能力一般为单片拱肋弹性承载能力的1～1.5倍。     

钢管混凝土桁梁受弯试验研究

针对钢管混凝土桁式受弯构件的整体受力性能,设计并制作了钢管混凝土桁梁试件,进行了四分点对称加载,分析了钢管混凝土桁梁的变形与应变分布模式、破坏模式和承载力等。试验结果表明:钢管混凝土桁梁变形比实腹梁小很多且主要集中于边段;桁梁节点受力复杂,节点承载力是结构承载力的控制因素;弦杆填充混凝土可增大弦杆的径向刚度并约束节点变形,避免发生弦杆钢管塑性失效,从而提高节点承载力。四分点对称荷载作用下,全焊桁梁腹杆实际分担的轴力值小于铰接桁架的计算值,弦杆承受了较大的弯矩;节点破坏前桁梁试件边段腹杆有较明显的剪切变形。     

大跨度两铰钢拱桥面内结构设计计算方法

大跨度拱桥具有显著的几何非线性力学行为,按线性设计理论不能满足安全要求,考虑由拱肋变形产生的附加弯矩和精确推算结构的稳定强度是设计中的重要课题。以两铰钢拱桥为对象,提出了考虑非线性影响以及高精度稳定强度的拱桥结构设计方法,以跨度160 m和200 m的两桥计算模型为例,验证了按非线性理论设计的必要性以及本设计方法的合理性,分析结果表明按线性计算方法和弹性稳定理论不能精确评价结构的受力特性和强度。     

桁架中零杆的快速判断方法

分别介绍了桁架中L形结点,T形结点,X形结点,K形结点等特殊结点的各种零杆的快速判断方法,并结合具体实例进行了分析,指出零杆的判断对于桁架的内力求解有很大帮助,能够使后续的分析计算变得更加顺畅。     

钢管混凝土拱桥地震破坏模糊评估方法

为了掌握钢管混凝土拱桥在地震后损伤和破坏情况,根据钢管混凝土拱桥各部件结构构造和受力特征,建立各个部件的杆件的基于变形或强度和能量的双重破坏评估模型,利用有限元法计算钢管混凝土拱桥非线性地震反应,研究基于模糊理论和层次分析法的地震破坏模糊评估方法。通过一座大跨钢管混凝土拱桥工程应用,由钢管混凝土拱桥的地震破坏模糊评估可知,在加速度峰值为0.1、0.2、0.4和0.8 g的地震作用下,整桥的破坏指数分别为0.150、0.152、0.172和0.318,说明在峰值为0.4 g的地震作用下桥梁为轻微破坏,在0.8 g的地震作用下,为中等破坏。     

#br# 我国钢管混凝土拱桥应用现状与展望

共收集到截止2015年1月的已建和在建的钢管混凝土拱桥413座（跨径不小于50m）。统计分析表明,钢管混凝土拱桥在我国修建的数量不断增多、跨径不断增大。从行业分布来看,在公路、城市桥梁中的应用仍是主体,在铁路尤其是高速铁路中的应用不断增多。在结构体系方面,上承式、中承式、拱梁组合式、飞鸟式和下承式刚架系杆拱5大类,仍为主要应用的桥型,占总数的85%。在截面形式方面,以圆钢管混凝土为基本单元组成的单圆管、哑铃形和桁式是应用的主流。提篮拱被应用于各种桥型,尤其是大跨度铁路桥。无风撑拱主要应用于120m跨径以下的桥梁,且以斜靠拱和拱梁组合桥为主,截面多采用横向刚度较大的形式。拱肋的材料强度不断地提高,钢管以Q345钢为主,混凝土以C40、C50为主。虽然对桥面系强健性的重视在不断提高,然而强健性好的整体式和具有加劲纵梁的悬吊桥面系的应用还不够普及。钢管拱的架设方法仍以支架法、悬臂法和转体法3种为主,其中悬臂拼装法应用最多,适用跨径最大范围也最广。     

不同拱肋形式对无风撑钢管混凝土拱桥的抗震特性影响

无风撑钢管混凝土拱桥有钢管混凝土拱桥具有跨度大、强度高、塑性好、重量轻、便于施工、造型新颖美观等优点,而且在行车时视野开阔,在未来有很好的应用前景.文中以某五连跨无风撑钢管混凝土拱桥为例,针对无风撑钢管混凝土拱桥特点,采用不同拱肋结构布置形式,对其抗震性能进行了对比分析,得出此类拱桥拱肋合理布置形式.     

In-Plane Stability of Concrete-Filled Steel Tubular Parabolic Truss Arches

For determining the in-plane buckling resistance of a concrete-filled steel tubular (CFST) arch, the current technical code GB50923-2013 specifies the use of an equivalent beam-column method which ignores the effect of rise-to-span ratio. This may induce a gap between the calculated result and actual stability capacity. In this study, a FE model is used to predict the buckling behavior of CFST truss arches subjected to uniformly distributed loads. The influence of rise-to-span ratio on the capacity of truss arches is investigated, and it is found that the stability capacity reduces as rise-to-span ratio declines. Besides, the calculations of equivalent slenderness ratio for different truss sections are made to consider the effect of shear deformation. Moreover, based on FE results, a new design equation is proposed to predict the in-plane strength of CFST parabolic truss arches under uniformly distributed loads.     

多腔钢管混凝土柱巨型框架抗震性能试验研究

结合某超高层巨型框架结构工程实际,进行了一榀巨型框架结构底部三个巨型层1/25缩尺模型抗震性能试验研究.该巨型框架的巨型柱为多腔钢管混凝土异形截面柱,巨型梁为钢桁架梁,底部巨型层加设人字形箱形截面钢支撑,二、三巨型层加设X形箱形截面钢支撑.通过试验,分析了该巨型框架的滞回特性、承载力、刚度及退化过程、延性和屈服机制.试验表明,该巨型框架的支撑作为第一道防线首先屈服,之后巨型桁架梁上下弦杆进入屈服,最后巨型柱柱底出现塑性铰,实现了多腔钢管混凝土柱巨型框架结构延性屈服机制,抗震性能良好.     

腹杆形式对钢管混凝土桁梁受力性能影响的研究

进行了3榀钢管混凝土桁梁试件四分点对称加载静力试验,研究腹杆布置形式对整体受力性能的影响,并探讨了有限元法和节点承载力验算方法。试验研究结果表明,3榀桁梁试件的整体极限承载力和极限变形能力从大到小的腹杆布置形式为修正的Warren式、Pratt式和Warren式。不同腹杆布置形式的桁梁节点失效模式不同,修正的Warren桁梁和Pratt桁梁的节点失效模式为弦杆钢管扯裂失效,而Warren桁梁为受压腹杆接头局部屈曲。通过对比荷载-变形关系实测曲线与计算曲线,对有限元梁单元模型计算钢管混凝土桁梁整体受力性能的精度进行了分析。在不考虑节点处弦杆钢管与管内混凝土界面非线性的影响时,有限元刚接梁单元模型和铰接梁单元模型计算的整体极限承载力均大于实测值,而计算变形值均小于实测值。与铰接梁单元模型比较,刚接梁单元模型计算的弹塑性阶段整体抗弯刚度及整体极限承载力的精度更高。刚接梁单元模型计算的腹杆轴力与实测值吻合良好。当忽略腹杆弯矩影响时,桁梁节点承     

大跨度钢管混凝土拱桥非线性地震响应分析

研究了大跨度钢管混凝土拱桥在同步激励和多点激励作用下的非线性地震响应特性及主要影响因素。采用时程分析法计算了大跨度钢管混凝土拱桥的非线性地震响应,研究了几何非线性对结构地震响应的影响,探讨了恒载内力和构型、多点激励效应等因素对大跨度钢管混凝土拱桥非线性地震响应特性的影响,结果表明结构的几何非线性性质对大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应有较大影响。