基于蒙特卡罗法的大跨钢管混凝土拱桥结构可靠度分析

以一座大跨钢管混凝土拱桥为例,采用Midas/civil程序建立了桥梁有限元模型,分析了大跨钢管混凝土拱桥拱肋、吊杆等主要构件承载能力极限状态下的作用组合值,并建立了各主要构件的功能函数表达式;基于MATLAB程序,采用蒙特卡罗法对大跨钢管混凝土拱桥各主要构件可靠度进行了分析。结果表明:在正常使用条件下,该大跨钢管混凝土拱桥拱肋、吊杆等主要构件承载能力极限状态下的可靠度指标均大于5.2,满足规范目标可靠度要求;相比而言,吊杆可靠度指标最低,拱肋次之,而横梁、立柱和桥面板的可靠度较高。     

不同风荷载作用对大跨度钢管混凝土拱桥施工影响分析

为研究不同等级风荷载对施工过程中大跨度钢管混凝土拱桥的力学性能的变化,采用Midas/Civil软件对广西某主跨为336 m的中承式钢管混凝土拱桥的横桥向位移、轴力、拉压应力及拱脚处弯矩值的变化情况进行了分析.分析研究表明:横桥向位移、轴力及拱脚处弯矩随不同重现期风荷载的增加呈现先增大后减小的变化规律,在最大悬臂端阶段时横桥向位移和拱脚处弯矩取得最大值,随后逐渐减小,而轴力在拱肋合龙时取得最大值后才逐渐减小;同一施工阶段拱的拉压应力随重现期风荷载的增加而增大,构件所受的实际拉应力都小于实际压应力,但各相对施工阶段的增长率在逐渐减小.     

中承式钢管混凝土拱桥吊杆更换施工监测

介绍了中承式钢管为劲性骨架混凝土拱桥吊杆更换过程中的施工监测,并探讨控制的目的、方法、监控影响因素及效果.通过对各个主要截面应力应变分析及吊杆更换过程及前后各吊杆处的相对高差的监测,并考虑温度效应对桥面线形的影响,确保主桥拱结构在吊杆更换施工过程中的安全可靠;其研究结果对桥梁吊杆更换监控及施工提供一定的参考。     

钢管混凝土柔性系杆拱桥施工阶段的静力计算分析

以某大桥为工程背景,采用空间有限元分析方法,对下承式钢管混凝土简支柔性系杆拱桥进行了施工阶段的静力分析与计算;介绍了该类型桥梁结构施工阶段有限元模型的建模要点及其边界条件,并分析了拱肋的位移、应力以及吊杆、系杆的拉力等随施工阶段变化的规律.计算结果表明,该施工阶段静力计算方法较为符合简支拱桥各个施工阶段的受力特点,是可行的,其计算结果可以作为施工监测分析的重要参考.     

钢管混凝土拱桥收缩徐变的有限元分析

采用大型通用有限元软件ANSYS计算钢管混凝土拱桥拱肋混凝土的收缩徐变量值,将计入混凝土收缩徐变前后的拱桥内力与应力值进行比较,分析混凝土收缩徐变对结构变形的影响,得出了钢管混凝土拱桥收缩徐变的规律:混凝土的收缩徐变使钢与混凝土之间的内力与应力发生了明显改变,引起钢管应力增加,混凝土应力减小.     

基于无应力状态法的下承式拱桥吊杆张拉次序优化

太和三桥为主跨152 m 的下承式钢管混凝土系杆拱桥,吊杆张拉施工时采用无应力状态控制法,以 成桥时吊杆实际内力与设计值的误差小于2% 为目标。由于系杆拱桥吊杆长度较短,张拉时锚头拔出量或回缩 量不易控制,容易产生较大误差,提出将伸缩量换算为张拉力进行施工控制,并对不同的吊杆张拉次序进行 对比分析,确保结构整体受力合理、张拉过程安全。建立全桥有限元模型,分析4 种张拉方案下的成桥吊杆 力、拱肋位移、系梁位移、拱肋应力和系梁应力。结果表明,四种方案的成桥吊杆力与设计成桥吊杆力都相 当接近,相比较而言,方案3 的成桥拱肋线性良好,系梁位移及应力值在张拉过程中变化相对平缓一些。     

基于实测车辆荷载的拱桥吊杆疲劳性能研究

拱桥吊杆是系杆拱桥的主要承重构件,对桥梁结构的安全性、完整性和使用寿命起着重要的作用。通过动态称重系统（ＷＩＭ）监测现场时变的车辆载荷,可以获得吊杆的时间应力。提出了一种利用动态称重数据的完整信息并结合有限元模型研究拱桥吊杆疲劳性能的新方法,该方法包括４个步骤：生成吊杆受力影响线;转换时变车辆荷载为吊杆拉力;计算吊杆的应力时程,讨论不同计算时间步长对吊杆时间应力历程的影响;评估吊杆的疲劳损伤和寿命。基于九堡大桥的动态称重数据与有限元模型,该评估方法可以逐日精确地评估吊杆的疲劳损伤程度,进而预测其疲劳寿命。     

钢管混凝土拱桥随时间变化对吊杆索力的影响分析

以益阳市康富南路跨线桥为实例,对钢管混凝土拱桥中吊杆索力随时间变化进行了分析．对比施工成桥时测得的吊杆索力、成桥3aNlg管混凝土拱桥随时间变化时测得的吊杆索力与成桥6a后测得的吊杆索力,分析得出：吊杆内力变化与系梁和铜管中混凝土发生收缩徐变有较大关系．     

考虑结构-地基相互作用CFST拱桥地震反应分析

为研究结构-地基相互作用对上承式大跨度钢管混凝土拱桥地震反应的影响,以黏弹性人工边界模拟半无限介质的辐射阻尼及远场地球介质的弹性恢复性能.用大型计算软件ANSYS为计算平台,以跨径为430 m的上承式钢管混凝土拱桥为工程背景,分析了多种地基情况对上部结构地震反应的影响.结果表明,考虑结构-地基相互作用后与拱脚固结情况相比拱桥固有频率、地震应力值降低,地震位移反应有所增加;该桥各关键截面的地震应力变化不大,钢管应力下降最大不超过1%,混凝土应力下降最大不超过3.5%;基岩材料变化对结构地震反应的影响大于混凝土桥基材料的变化对结构地震反应的影响;在地震响应下,最危险截面下弦杆是拱脚截面,上弦杆是离拱脚3/8跨径处截面,桥面系是跨中截面.     

斜靠式拱桥施工阶段静力性能分析

采用空间有限元方法建立平顶山市城东河路湛河斜靠式拱桥施工阶段受力分析的空间有限元计算模型,通过对拱肋的浇筑以及拱架卸架过程中的内力和位移、吊杆张拉顺序的计算,给出了各施工阶段桥梁构件应力和位移、吊杆索力等随施工阶段变化的规律:拱肋主要承受压力,弯矩较小;由于系杆梁预应力的作用,系杆梁全跨受压;吊杆索力分布比较均匀,对桥面系的线形控制作用比较明显;各混凝土构件总体处于受压状态,桥梁设计最大压应力小于材料容许应力,具有较大安全储备,桥梁的变形均在设计规范规定范围之内,表明该桥梁施工方案合理.计算结果已为该桥的施工监控提供参考.     

基于ANSYS的钢管混凝土拱桥吊杆受火力学性能研究

高温下钢管混凝土拱桥力学性能易发生变化而丧失承载力。为对探求合理的防火设计方法提供支持,运用ANSYS热分析模型开展钢管混凝土拱桥吊杆受火力学性能研究。通过数值模拟与试验数据对比验证ANSYS热分析模型的合理性,在此基础上分析吊杆受火对钢管混凝土拱桥桥面、拱肋线形及吊杆内力影响。研究表明:吊杆受火对距其30 m以内的桥面变形及吊杆轴力影响较大。本文研究可为此类桥梁防火设计及灾后修复提供借鉴与参考。     

蒲山大桥力学性能分析

采用MIDAS／Civil软件建立蒲山大桥——下承式钢管混凝土系杆拱桥的空间有限元计算模型,分3种工况计算该桥在恒载和恒载＋活载作用下的桥梁力学性能,计算结果表明该下承式钢管混凝土系杆拱桥的系杆最大压应力值为-12．6MPa,拱肋最大压应力值为-120．0MPa,均小于材料的设计抗压强度;吊杆安全系数最小为3．17,满足规范关于最小安全系数不得小于2．5的规定,具有较大安全储备;该桥梁在汽车荷载作用下位移满足设计规范正常使用极限状态下的变形要求。本文计算结果已为该拱桥的设计复核提供了参考。     

系杆拱桥中碳纤维吊杆初始张拉力控制

以已制作的舞水大桥钢箱系杆拱桥缩尺模型为实例,对如何确定系杆拱桥中碳纤维CFRP吊杆初始张拉力进行了研究,可为以后CFRP吊杆的张拉控制提供科学依据.建立舞水大桥钢箱系杆拱桥缩尺模型的有限元模型,采用逆向施工法得出每根吊杆的初始张拉力,然后,采用正常施工顺序对缩尺模型的CFRP吊杆进行张拉.对比有限元计算值和实际测量值,两者数值能够很好地吻合.研究表明：用有限元的逆向施工法指导系杆拱桥中CFRP吊杆初始张拉力的确定是确实可行的.     

基于新规范的哑铃型拱肋徐变效应分析

针对钢管混凝土拱桥由于钢管内混凝土徐变导致的拱肋下挠和截面应力重分布问题,基于《公路钢管混凝土拱桥设计规范》(JTG-T D65-2015),考虑哑铃型拱肋截面的截面特性,计算新规范下的徐变系数,通过对一座152米钢管混凝土拱桥建立全桥的有限元模型,并与按原JTG D62-2004路桥规范中的徐变系数计算所得出的结果进行对比分析。结果表明:针对钢管混凝土的JTG-T D65-2015规范的徐变系数比针对普通钢筋混凝土的JTG D62-2004规范的徐变系数小。按JTG-T D65-2015规范计算的由徐变引起的拱肋下挠值比按JTG D62-2004规范计算所得值小10%左右,徐变引起钢管截面应力增大和混凝土截面应力减小,按JTG-T D65-2015规范计算得到的钢管应力增大值比按JTG D62-2004规范计算所得到的值小10%-15%左右。     

基于径向基网络的钢管混凝土拱桥承载力评价

在现有桥梁承载力评价方法的基础之上,针对BP神经网络评价方法的缺陷,引入径向基网络理论,提出了钢管混凝土拱桥承载力径向基网络评价方法.以承载力评价为总体目标,从影响承载力的几个方面进行考虑,建立了RBF神经网络评价模型,通过样本学习训练,获取专家经验知识的直觉思维.通过工程实例验证,评价结果较好地反映了桥梁结构的安全性状况,证明了该评价方法的可行性与实用性.     

戴河大桥钢管混凝土系杆拱内力及应力解析解研究

利用对称性对戴河大桥空间结构进行了简化,通过计算得出钢管混凝土系杆拱桥在成桥后的解析解,对关键截面进行了受力验算,并与其容许值进行比较,验算了各关键截面的安全性.提出钢管混凝土系杆拱简化计算的一般模式,为手算钢管混凝土系杆拱内力和应力情况提供参考.     

浅析"宜宾市小南门金沙江大桥"桥塌原因与修缮方案

宜宾市小南门金沙江大桥是一座主桥为中承式劲性钢骨钢筋砼结构拱桥,该桥结构新颖、美观,是连接宜宾新老市区的交通咽喉,过桥的人流量与车流量的快速增长加大了吊杆的疲劳破坏,吊杆的锈蚀降低其承载能力,从而导致了吊杆断裂引起桥塌.通过对塌桥事故原因的分析,认为修缮方案应为更换吊杆,增加纵梁,减少"飘浮式"体系对该桥带来的影响.     

湘江某引航道系杆拱桥静载试验研究和数值模拟

湘江某引航道系杆拱桥运营时间已达10年以上,拱肋、吊杆及钢绞线等受到不同程度的损伤,为了验证该桥是否满足设计和使用要求,对该桥现场进行了汽车静载试验,并建立了全桥的有限元分析模型,进行了对比分析,试验结果表明：拱肋、桥面及吊杆的变形与空间有限元计算结果比较接近,大部分测点的挠度小于理论计算值,相对残余变形很小,因此可以判断结构处于弹性工作状态;大部分测点的效验系数在0.70～1.00之间;部分效验系数偏大的测点,其挠度绝对值非常小,挠跨比远远小于规范值,因此可以判断该桥梁的整体刚度满足设计要求.