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。     

吊杆布置对拱桥破损安全性能的影响

为研究不同吊杆布置形式对拱桥破损安全性能的影响,本文采用有限元分析方法,分别对平行双吊杆体系与斜交叉吊杆体系的拱桥进行了吊杆骤断对拱桥结构瞬时冲击的力学分析。通过动力分析明确断索对拱桥产生的不利影响,研究吊杆骤断时拱桥的破损安全性能,以此对两种吊杆体系的破损安全性能进行比较。     

吊杆布置对拱桥破损安全性能的影响

为研究不同吊杆布置形式对拱桥破损安全性能的影响,本文采用ABAQUS有限元分析软件,针对平行双吊杆体系与斜交叉吊杆体系的拱桥,分别模拟计算了由于吊杆发生骤断而对拱桥剩余结构的瞬时冲击作用,并取得了两种体系的结构在断索冲击下的动力时程响应结果.通过动力分析,明确断索对两种体系拱桥产生的不利影响,研究吊杆骤断时拱桥的破损安全性能,以此对两种吊杆体系的破损安全性能进行比较.结果显示,斜交叉吊杆体系的破损安全性优于平行双吊杆体系.     

考虑吊杆断裂动力作用的钢管混凝土拱桥等效静力计算方法

为简化吊杆断裂后拱桥剩余结构动力响应计算过程，提升中、下承式钢管混凝土(CFST)拱桥断索时的强健性，采用动力系数考虑断索过程的动力效应，建立一种考虑断索动力作用的中、下承式CFST拱桥等效静力方法；设计并制作跨径20m的下承式CFST拱桥大比例缩尺试验模型，研发一种电磁铁断索触发装置实现了吊杆瞬间断裂模拟，开展吊杆断裂后拱桥剩余结构的动力响应试验研究；采用ANSYS/LS-DYNA软件建立可考虑吊杆断裂过程的有限元模型，并进行试验与有限元结果的对比分析。构建11种不同跨径的中、下承式CFST标准拱桥，通过不同动力系数下标准拱桥断索时静力效应与动力效应的对比分析，确定各标准拱桥在不同吊杆断裂时的动力系数取值。研究结果表明：研发的电磁铁断索触发器可实现0.1s内断索，准确模拟实际吊杆断裂过程；吊杆断裂对纵梁位移与应力的影响远大于对拱肋的影响，长吊杆断裂对纵梁和拱肋的位移与应力的影响大，次短吊杆断裂对相邻吊杆索力的影响大。采用等效静力计算方法进行中承式CFST拱桥受力分析时，纵梁和吊杆的动力系数均可取1.8,进行下承式CFST拱桥受力分析时，纵梁和吊杆的动力系数可分别取1.8和1.7。     

多支撑水平系杆索力求解的有限元法分析

结合拱桥系杆结构与受力特点,基于能量变分原理,构造出能够综合考虑抗弯刚度和边界条件和弹性支承影响的高精度索结构单元,同时结合频率法进行拱桥索力测试的基本原理,在获取系杆结构的各阶自振频率基础上,提出了一种求解系杆索力的有效算法,并且编写了相应的matlab计算程序进行验证。     

桥梁仿真计算分析

以某跨河桥主桥为例,利用大型通用有限元分析软件建立了下承式钢管混凝土拱桥的空间有限元计算模型,采用数值仿真方法计算该拱桥在系杆梁端部1 m范围内弹性破坏情况下以及自重和预应力作用下,系杆梁的内力和位移,分析系杆梁端部单元损伤对桥梁静态力学性能的影响,为了解桥梁承载力和安全性提供了依据。     

基于负功含量的抽油机断杆监控器的设计

研究了抽油机电机负功含量在正常工作与断杆故障之间的显著差异,提出了利用该差异进行断杆故障诊断的方法,基于该方法设计的抽油机断杆监控器得到了应用,方法的有效性在应用中得到了证明。     

体外直束预应力加固系杆拱结构桥

介绍拱桥系杆和横梁的预应力加固设计与施工。     

钢管混凝土尼尔森体系拱桥施工监控方法

钢管混凝土尼尔森体系拱桥是一种结构新颖、受力复杂的下承式无推力系杆拱桥。文章结合某城市的钢管混凝土尼尔森体系拱桥实例,介绍本工程桥梁杆系有限元模型建立和施工监控方法,可为同类体系拱桥建模计算和施工监控提供参考。     

洛阳瀛洲大桥钢箱梁安装技术及材料应用

洛阳瀛洲大桥主跨系杆钢管拱桥中的钢箱梁系杆在武汉造船厂分块制造，运到桥位后在支架上组装，本文介绍其钢箱梁材料、微调、焊接施工技术。     

五跨连续中承式钢管系杆拱桥设计

以临汾市鼓楼西汾河大桥主桥30 m＋80 m＋105 m＋80 m＋30 m为例,简要介绍了五跨连续中承式钢管混凝土系杆拱桥的结构设计与施工特点,为同类长系杆连续拱桥的设计与施工积累了经验。     

曲线线形系杆对结构受力性能的影响研究

下承式系杆拱桥中的系杆通常都设计为直线形,但也有因考虑道路线形要求而设计成曲线形,其对结构性能必产生影响。本文以某桥主桥为背景,采用通用有限元软件建立计算模型,通过分析不同线形的系杆对拱桥结构受力性能产生的影响,提出对竖曲线较大的系杆拱桥应在设计中考虑系杆曲线线形的影响,以得到接近实际的模拟计算结果。     

55孔可调可换式大型钢绞线系杆锚具在系杆拱桥中的应用

通过对OVMXGK15-55(又称欧维姆55孔可调可换式钢绞线系杆锚具)锚具在系杆拱桥中的使用，说明了可调可换式钢绞线系杆锚具在系杆拱中的作用、性能特点，同时介绍了其构造特点及在施工中的使用方法和注意事项。采用了两台900吨的千斤顶，选择了目前最先进的张拉方法—悬浮法，进行张拉，填补了国内大型钢绞线锚具的空缺，为桥梁的使用寿命提供了坚实的技术保障。     

下承式系杆拱桥抗震性能分析

采用空间有限元分析方法,通过对下承式系杆拱桥抗震计算,分析了系杆拱的动力特性及其地震反应特点,并从抗震角度对系杆拱设计提出了若干建议,其分析成果对同类结构的抗震设计具有借鉴作用。     

复杂边界条件下基于频率法的吊杆张力测定研究

考虑吊杆两端弹性支承及拱肋、系杆梁里设置的减振垫减振作用和拱肋、系杆梁附加质量等的影响,基于Euler-Bernoulli梁理论建立了复杂边界条件下吊杆张力与其横向振动频率之间关系的隐式解析表达式,给出表达式中各参数的确定方法,分析边界参数的灵敏度,以京港澳高速公路郑州黄河二桥为实例对计算公式进行验证。计算结果表明:该表达式比较全面地考虑了吊杆实际边界条件,无论对于短吊杆还是长吊杆,计算结果都比较准确;当不考虑拱肋或系杆梁对吊杆的转动约束时,对于短吊杆来说,其边界条件更类似于固接;对于刚性系杆梁刚性拱类型的中、下承式拱桥,吊杆边界约束条件更接近于固接。     

变截面钢管混凝土拱桥主拱肋节点坐标确定

以某中承式系杆拱桥为工程背景,就变截面钢管混凝土拱桥的主拱肋节点,确定作了初步探讨分析,实践证明利用研究的方法和程序较易确定节点坐标,为相关工作的开展积累了经验。     

钢管混凝土系杆拱桥稳定性分析

采用空间有限元程序,分析了钢管混凝土系杆拱桥的横向弹性稳定性,特别分析了风撑布置形式、风撑侧向刚度以及拱肋、系梁、横梁等刚度对桥梁稳定性的影响程度,以促进钢管混凝土系杆拱桥的研究。     

钢管混凝土系杆拱桥设计

在几个工程实践的基础上,对钢管混凝土系杆拱桥的设计方法、刚度取值、稳定方面以及总体设计的一些主要参数做了一些探讨。提出对于钢管混凝土拱桥,采用钢筋混凝土的计算方法是比较恰当的;而对于中等跨径钢管混凝土拱桥的系杆安全系数选择则宜介于一般预应力构件与特大桥吊索之间。