下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥施工过程的模拟

钢管混凝土刚架系杆拱为自架设体系,拱脚与墩固结,系杆拉力抵消拱的大部分水平推力,施工过程中拱肋弦杆由钢管渐次向钢管混凝土转变,截面强度和刚度逐步形成,系杆拉力也在不断变化。文中以某跨度135 m的下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥为例,详细模拟该钢管拱桥的施工过程,并以图表形式示出施工过程中拱脚和拱顶截面弯矩、系杆拉力等典型受力曲线。     

三拱肋钢管混凝土系杆拱桥拱脚局部应力分析

针对三拱肋钢管混凝土系杆拱桥的拱脚,采用有限元程序建立了中拱肋拱脚节点的有限元模型,分析了在多种工况作用下的拱脚区域的应力分布和受力机理,计算结果表明:设计时需要注意对拱脚和拱肋相接处、支座支撑处、系杆与端横梁连接处等位置采取局部钢筋网的加强等措施以分散应力。     

225m下承式拱桥方案分析

干渠大桥桥型方案是3榀拱肋、主跨225m的下承式系杆拱桥。介绍了该方案的横向布置、总体计算、钢管混凝土拱肋的承载力、拱脚局部应力分析和全桥稳定分析。     

钢管混凝土拱-梁组合桥拱脚区域局部受力分析

钢管混凝土拱-梁组合桥的拱脚、系梁和端横梁固结在一起,构造复杂,杆系计算模型难以得到其应力分布规律。文章建立某钢管混凝土拱-梁组合桥的拱脚连接部位的实体有限元模型,分析其在最不利荷载组合作用下,拱脚固结区域的受力特征。结果表明:拱脚的结构刚度较大,最大变形出现在拱肋加载断面下缘;拱座主应力迹线分布水平方向明显比拱肋轴向密,以纵向受力为主;拱座底部约束导致约束节点处分别出现最大拉应力和最大压应力,远远大于混凝土抗拉强度,表明系梁的预应力偏心对拱座底部造成了较大的弯矩,实际结构中应考虑系梁预应力偏心对拱座造成的影响。相关计算结果可为类似结构分析提供参考。     

118m下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚应力分析

采用两步分析法对118 m下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚进行了应力分析,用接触面单元模拟了拱肋钢管壁与拱脚混凝土之间的受力情况,计算了拱脚在最不利荷载的工况下的受力情况,提出了便于监控的控制点,为以后的拱脚施工监控提出参考。     

大跨钢管混凝土拱桥拱脚设计及局部应力分析

上承式钢管混凝土拱桥拱脚受力较为复杂,为了保证拱脚在整个施工阶段的安全性,需要对施工阶段拱脚的应力分布进行计算分析。对拱脚设计和施工阶段进行介绍,提出杆系转实体分析模型。首先提取出拱脚最不利工况。后利用有限元软件Madis FEA建立拱脚空间实体模型,对所取工况进行分析。得出拱座最大拉应力较小,拱座以受压为主,应力值未超出《公路钢结构桥梁设计规范：JTG D64—2015》^[1]允许应力,预埋钢管、连接管和拱脚钢管组合应力均未超过钢材屈服应力。封脚混凝土最大压应力未超过文献[1]允许的应力值。主拱混凝土最大拉应力较小,主拱混凝土处于受压状态,应力值均未超过文献[1]允许的应力值,本方法可指导设计与施工。     

浮吊无支架法吊装大跨度钢管拱肋施工技术

大跨度的钢管拱桥通常都是采用缆索吊分段吊装的方法进行施工。本文以京杭运河特大桥下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥为例,介绍了采用3台浮吊无支架法分段吊装大跨度钢管拱肋的施工方法。     

某钢管混凝土拱梁组合桥系梁受力性能分析

由于不同的原因,钢管混凝土拱梁组合桥系梁易发生横向裂缝。本文以一座下承式钢管混凝土拱梁组合桥为研究对象,采用有限元软件对施工阶段和成桥运营阶段系梁的受力进行分析,讨论系梁表面横桥向裂缝发生的原因。研究表明:施工阶段,系梁的最大压应力为-11.3MPa,最大拉应力为1.801MPa,满足要求;承载能力极限状态,最不利荷载组合作用下系梁截面承载能力满足要求;正常使用极限状态,不考虑温度梯度荷载效应,虽然拱脚位置系梁压应力为10.7MPa满足要求,却出现了不允许出现的最大为0.643MPa的拉应力;当考虑温度梯度荷载效应后,系梁大部分截面出现拉应力,最大达3.91MPa,系梁应力超标。通过增大系梁结构尺寸、改善预应力束配置的方式优化系梁设计,优化后系梁应力满足要求。     

新桐山大桥动力特性的测试与分析

福鼎新桐山大桥主桥为51m+75m+51m三跨连接的下承式钢管混凝土刚架系杆拱,拱肋采用了新型哑铃型截面,本文介绍了该桥自振特性和冲击系数的测试和计算,分析结果可为此类桥梁的设计提供参考。     

钢管混凝土系杆拱桥施工监测方法探讨

钢管混凝土系杆拱桥属外部静定、内部超静定的结构体系,拱肋推力全部由系杆承担。因在不同的施工阶段要不断地张拉系杆,对拱肋进行内力调整,所以通常要对桥梁进行施工监测,其中拱肋的应力监测是其重要组成部分。结合江西省瑞金市绵江大桥的施工监测,对下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工控制方法进行初步探讨。     

跨遵义火车站下承式钢管混凝土系杆拱桥设计

介绍了外部简支下承式钢管混凝土系杆拱桥上部结构的主要设计内容,利用桥梁博士结构计算软件,对跨遵义火车站下承式钢管混凝土系杆拱桥进行了结构分析计算,检算结果表明,该桥的结构设计满足规范要求,选定的结构形式和截面尺寸拟定是合理可行的。     

新桐山大桥静载试验分析

福鼎新桐山大桥主桥为51m+75m+51m三跨连拱的下承式钢管混凝土刚架系杆拱。该桥拱肋截面除拱脚段外采用与传统哑铃形截面不同的新型哑铃形截面。这种截面两管之间用钢腹板和H型钢加劲并且腹腔内不充填混凝土,避免了传统哑铃形截面施工中容易出现的钢管与腹板焊缝处开裂的问题。本文简要介绍了该桥建成后的静载试验和理论分析。在理论分析中哑铃形截面计算采用修正的格构柱法[2],计算结果与实测结果吻合良好。     

下承式钢管混凝土系杆拱桥隔震研究

以某下承式钢管混凝土系杆拱桥为背景,利用MIDAS Civil软件建立了非隔震模型和设置铅芯橡胶支座的隔震模型,并分别进行了动力特性分析与对比。对两种模型分别在横向、纵向和竖向输入地震波,对比分析了不同方向地震作用下拱肋最大位移,拱肋和桥墩最大内力,得出不同方向地震作用下隔震结构与地震作用方向相同的拱肋最大位移出现增大现象;在横向地震和纵向地震作用下隔震结构拱肋和桥墩最大内力均出现不同程度降低现象;竖向地震作用下隔震结构拱肋和桥墩最大轴力出现了增大现象。地震作用方向不同,结构响应不同,结构地震响应分析时应重视地震作用的方向性。     

系杆拱拱脚节点应力有限元分析

系杆拱拱脚节点构造与受力复杂。以某一跨径168m系杆拱桥的拱脚节点为工程案例,采用有限元通用软件ANSYS建立实体计算模型,施加最不利荷载组合,研究与分析拱脚节点应力分布规律。研究结果表明,拱脚节点以纵桥向受力为主,且结构内部应力水平低;从系杆锚点处及拱肋与节点相交面往节点中心结构应力逐渐衰减,中心区域应力值仅为0.15Mpa;同时牛腿与拱脚以及拱肋与拱脚相交区域应力集中现象明显。     

钢管拱实体模型及结构分析的研究与实践

在计算手段不断强大的今天,采用全三维仿真计算是钢管拱桥主拱计算的必然趋势,本文通过单跨100m刚架系杆拱桥钢管混凝土实体模型的建立及解算工作的实践,论述了三维钢管实体模型的建立规模及建模中相关技术问题的解决思路,并对仿真计算提出了一些符合实际的计算假定。     

钢管混凝土拱桥混凝土灌注阶段计算方法研究

基于某上承式钢管混凝土拱桥主拱灌注阶段的拱肋应力和线型精度要求,文章分别采用联合截面法、统一理论法、双单元法建立该桥混凝土灌注全过程有限元模型,将理论计算数据与施工监控实测数据进行对比分析,结果表明:采用统一理论法计算的拱肋应力与实测应力吻合最好,而采用联合截面法计算的拱肋线形与实测线形吻合最佳。因此在上承式钢管混凝土拱桥计算中采用此两种方法分别计算应力与位移将得到更为精确的结果。     

飞鸟式钢管混凝土刚架系杆拱桥施工过程仿真分析

飞鸟式钢管混凝土刚架系杆拱桥结构体系复杂,施工技术难度大.采用大型有限元计算软件MIDAS/CIVIL建立拱桥结构有限元模型,对某飞鸟式钢管混凝土刚架系杆拱桥施工阶段仿真分析进行建模,为此类桥梁的设计与施工提供参考.     

大跨径钢管混凝土系杆拱桥先拱后梁法施工技术

钢管混凝土系杆拱桥是一种被广泛应用的桥梁结构形式,其施工工艺日趋成熟,但施工安全质量风险仍不可小视。以上海某下承式钢管混凝土系杆拱桥为工程实例,通过对桥梁施工过程的回顾和总结,提出了系杆拱桥施工过程中钢管拱肋加工、吊装定位、混凝土灌注、吊杆安装以及各阶段测量监控的质量控制要点。     

下承式钢管混凝土系杆拱桥的冲击系数研究

以泰兴滨江大桥为例,根据下承式钢管混凝土系杆拱桥的结构特点,采用大型通用有限元软件ANSYS对该桥进行有限元离散。采用梁单元beam4模拟钢管混凝土拱肋（内部混凝土及外部钢管）、系杆及横梁等构件,用杆单元Iinks模拟吊杆,用壳单元she1163模拟桥面铺装层,用实体单元solid45模拟桥面系的预制空心板部分,建立了系杆拱桥的空间计算的有限元模型,进行模态分析,得到各阶自振频率及振型。建立四分之一车辆模型作用下的拱桥车桥耦合振动模型,并利用MATLAB语言编制程序,分析了移动车辆荷载作用下下承式钢管混凝土系杆拱桥的响应,系统地得到了该桥在不同车速,不同车道,不同阻尼,不同路况的振动响应等力学性能。本文所得出的主要结论和有关研究成果可为大跨度钢管混凝土系杆拱桥设计时的冲击系数取值,研究车辆对系杆拱桥的冲击性能和后期桥梁养护确定荷载效应分析提供参考。     

广州解放大桥钢拱肋制作安装及测量监控

本文介绍了广州市解放大桥三跨连续下承式无风撑钢管混凝土系杆拱桥钢管拱肋制作，安装及测量监测系统。