外倾式蝴蝶拱桥拱肋参数影响研究

外倾式蝴蝶拱桥两片拱肋向外倾斜,造型美观,在中小跨径城市景观桥梁中具有一定竞争力。此类桥梁拱肋横向距离过大,无法设置风撑,容易面外失稳。同时拱肋产生面外弯矩,处于双向受弯状态。本文以某上跨高速公路车行外倾拱桥为研究对象,建立空间有限元模型,研究拱肋倾角和拱肋刚度等参数对结构受力性能的影响,得出最优拱肋倾角及刚度。     

钢管混凝土系杆拱桥稳定性的影响因素

在目前的拱桥稳定理论指导下,建立了98m太子河钢管混凝土系杆拱桥的空间有限元模型。以大量计算结果为依据研究其稳定影响因素,研究拱肋内倾角、系杆刚度系数、吊杆刚度系数以及矢跨比对该桥的稳定性的影响。结果表明:该结构的失稳主要表现在拱肋的面外失稳,弹性稳定满足要求。     

大跨度V形拱钢拱桥稳定性分析

V形拱桥造型美观,结构体系新颖,随着其跨度增大,拱肋建筑高度增高,稳定问题突出,对其稳定性进行分析具有重要意义。以现有理论为基础,主跨115 m的V形拱桥为背景,采用Midas civil有限元软件建立模型,对该桥成桥状态的结构稳定性进行了分析。结果表明,该桥的整体失稳主要表现为拱肋面外失稳;拉索位于拱肋上的着力点和横撑加装位置宜设置在拱顶靠近两拱肋相交侧。     

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.     

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。     

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。     

大跨度铁路钢桁梁柔性拱桥非线性稳定性研究

为了探究大跨度铁路钢桁梁柔性拱桥在施工和运营过程中结构非线性稳定性的变化和影响因素,以某双主跨2×360 m钢桁梁拱桥为研究对象,分别采用有限元软件MIDAS和ANSYS计算大桥施工和运营阶段稳定安全系数并获取结构的失稳形态。分析了几何和材料非线性因素对结构稳定性的影响,并探讨了初始缺陷和横向风荷载与结构非线性稳定的关系。研究表明:桥梁ANSYS模型和MIDAS模型的线弹性稳定分析结果基本一致,安全系数较高,且运营阶段结构的失稳形式均为拱肋整体面外失稳;结构非线性稳定性受材料非线性影响显著,而受几何非线性影响较小;通过一致缺陷模态法在结构上施加初始缺陷对结构非线性稳定影响较大,而截面几何偏位法影响较小;运营阶段桥梁在正常风荷载下能较好地保持稳定性。     

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。     

空间异形组合拱肋拱桥的静力及稳定性研究

异形拱桥改变了传统拱结构的受力特性,致使拱肋受力复杂,文章对某异形拱桥的静力及稳定性进行研究.结果表明:温度和横风是异形拱桥的控制性因素,但活载效应较小;异形拱桥易面外失稳,且风荷载会显著降低其稳定性;主拱外倾角、主副拱相交位置增大将降低异形拱桥的稳定性,但主拱宽跨比的影响较弱;增大主拱横向刚度能明显提高异形拱桥的稳定性,但当刚度增大到一定数值时,稳定系数基本不变.     

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。     

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。     

蝴蝶拱桥发展概况与设计参数分析

蝴蝶拱桥是将竖直拱肋往桥外外倾而形成的一种新型异型拱桥。调查分析结构稳定性能已建成的蝴蝶拱桥设计参数,了解其结构受力与构造特点。结果表明,蝴蝶拱桥通常采用中下承式无推力拱的结构体系;适用跨径80~160m;矢跨比1/5~1/3,跨径增大时应增设副拱,副拱间设置连杆来保证结构稳定,同时钢箱是主要采用的截面型式;蝴蝶拱桥的面外刚度小于面内刚度,结构横向稳定性突出;拱肋外倾角取值范围13.5°~33.5°,为获得良好的稳定性能,拱肋倾角设计时可选择最佳倾角。     

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。     

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。     

大跨径飞燕式异型拱桥稳定性分析

以长春伊通河大桥为工程背景,运用非线性稳定分析理论,针对大跨径飞燕式异型拱桥在不同荷载工况下的稳定性进行了分析,分析结果表明:该类桥型的面外刚度偏弱,且稳定拱外倾角、拱肋刚度、矢跨比对整体桥梁的稳定性有一定影响。     

矢跨比对蝶形拱桥空间稳定的影响

空间六索面四拱肋的蝶形钢管混凝土拱桥桥型在太原市南中环主桥的设计中得到了应用,目前尚属国内首例,因此对该桥型的研究较少,尤其是空间稳定性问题。基于统一理论和有限单元法,建立该蝶形拱桥的空间有限元计算模型,分别对主副拱肋不同矢跨比的设计方案进行稳定性分析,研究矢跨比对空间稳定性的影响。结果表明,主拱的矢跨比不但影响结构的稳定系数,还使结构的失稳形式发生了变化,而副拱的矢跨比对结构的失稳形式影响不大。     

外倾式拱桥稳定性研究

以某外倾式拱桥为工程背景,建立该桥的空间有限元计算模型,分4个工况计算了该桥的稳定安全系数,通过改变拱肋外倾角度、拱肋刚度、端横梁刚度以及吊杆布置形式计算了不同设计参数下结构在恒载工况以及恒载+活载工况的失稳特征值,结果表明,拱肋的刚度对稳定性起着决定性作用,吊杆的布置形式只改变拱肋的面内刚度,对于面外刚度没有影响.     

单拱肋结合梁组合拱桥稳定分析

以某单拱肋钢-混凝土结合板组合桥面系杆拱桥为工程背景,基于拱桥稳定性分析理论,采用有限元法,定量分析了桥梁施工全过程的稳定性,并系统分析了布载方式、矢跨比、钢主梁抗弯刚度、拱肋抗弯刚度、吊杆刚度等设计参数对该拱桥稳定安全系数的影响.研究结果表明:在结构体系转换过程中,稳定安全系数有明显的降低;布载方式对该桥稳定性影响不大;系杆拱桥的面内稳定性随着钢主梁的面内抗弯刚度的增加而增加;拱肋抗弯刚度的增加,可有效地增加单索面系杆拱桥的稳定性;面外稳定安全系数随着吊杆刚度的增加而降低,而面内的稳定性则有所增加;混凝土桥面板对该类桥型稳定的贡献较小.