大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段非线性稳定分析

湖北景阳河大桥为大跨度上承式钢管混凝土拱桥,净跨径为260 m,桥面宽9 m,宽跨比较小,该桥的稳定问题是施工控制的关键.本文介绍了钢管混凝土拱桥弹性屈曲、几何非线性和材料非线性的稳定分析方法,以景阳河大桥为工程背景,基于有限元理论,运用ANSYS建立空间有限元计算模型,进行大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段的弹性屈曲和非线性稳定分析,得到了各个施工工况的稳定系数和失稳模态.研究结果表明:各施工工况下该桥的稳定系数都大于10,拱肋整体失稳的可能性很小;几何非线性对该桥稳定性的影响较小,而材料非线性的影响不容忽视.     

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。     

迭代优化算法在大跨拱桥线形控制中的应用

针对某大跨径钢管混凝土拱桥的斜拉扣挂系统,将迭代优化算法应用于拱肋吊装的线形控制和索力计算.应用一次张拉到位的思想,通过设置合理的优化变量、约束条件和目标函数,将索力优化分散到各个施工阶段单独进行,依靠循环迭代实现总体线形的控制.该算法用于拱桥吊装施工的模拟,考虑了扣索垂度等非线性影响后,一轮优化得到的预抬高和扣索索力即可基本满足线形控制的要求.     

迭代优化算法在大跨拱桥线形控制中的应用

针对某大跨径钢管混凝土拱桥的斜拉扣挂系统,将迭代优化算法应用于拱肋吊装的线形控制和索力计算．应用一次张拉到位的思想,通过设置合理的优化变量、约束条件和目标函数,将索力优化分散到各个施工阶段单独进行,依靠循环迭代实现总体线形的控制．该算法用于拱桥吊装施工的模拟,考虑了扣索垂度等非线性影响后,一轮优化得到的预抬高和扣索索力即可基本满足线形控制的要求．     

钢管混凝土拱桥弹塑性极限承载力分析的截面内力塑性系数法

结合钢管混凝土的本构关系模型，基于修正的拉格朗日列式单元增量平衡方程，采用单元节，色截面内力塑性系数法建立了钢管混凝土空间拱单元弹塑性刚度矩阵，按当前刚度参数法对材料非线性与几何非线性进行分析，研究了钢管混凝土拱桥空间弹塑性稳定权限承载力非线性分析方法；采用初始内力法考虑阶段间体系转换及弹性内力的传递，计算分析了益阳资江三桥主孔钢管拱桥施工阶段及成桥使用阶段空间弹塑性稳定极限承载力，探讨了仅考虑几何非线性稳定安全系数与弹塑性稳定安全系数之间的区别．研究结果表明：几组钢管混凝土轴心受压构件和偏心受压构件弹塑性稳定极限承载力与试验结果较接近，验证了本文方法与程序正确、可靠；对于钢管混凝土拱桥，弹塑性稳定极限承载力比仅考虑几何非线性的弹性失稳临界力要小，必须考虑弹塑性对稳定安全系数的影响．     

钢管混凝土拱桥拱肋吊装几何非线性分析

研究了大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装过程中的几何非线性问题，在此基础上编制了索、梁、杆平面结构系统的几何非线性静力分析程序。同时根据施工控制理论在前进算法的基础上采用自行编制的程序，对工程实例——恩施州南里渡大桥拱肋吊装过程进行了模拟计算，计算结果与工程实测结果吻合较好.     

斜靠式钢管混凝土异形拱桥非线性稳定分析

斜靠式拱桥是在无风撑拱桥基础上发展起来的一种新型拱桥结构型式.针对此类钢管混凝土异形拱桥的特点对其非线性稳定求解机理和方法进行了分析介绍,以一座拟建的大跨径斜靠式拱桥为例,采用通用程序ANSYS建立该桥的空间有限元计算模型,分工况对其成桥状态进行了线弹性、几何非线性和双重非线性稳定分析计算.同时分析了其主要结构参数(矢跨比、斜拱倾角、横撑数量及位置)对非线性稳定性的影响.计算分析发现:斜靠式拱桥的失稳形式一般表现为面外拱肋侧倾失稳;几何非线性对斜靠式拱桥稳定极限承载力影响较小,要准确的分析其稳定极限承载力必须采用双重非线性的分析方法;横向静风和桥上荷载分布对结构稳定有一定影响而对结构变形影响显著;结构稳定性与矢跨比和斜拱倾角增加均成正比,靠近拱脚和L/4处横撑对结构稳定性影响较大.     

大跨度钢管混凝土拱桥非线性稳定性分析

介绍了同时考虑材料非线性和几何非线性的钢管混凝土拱桥稳定性分析方法，并采用该方法对南浦大桥的稳定性进行了分析．结果表明：几何非线性对该桥稳定性影响较小，而材料非线性对该桥稳定性影响较大．提出在分析钢管混凝土拱桥的稳定性时，可不考虑几何非线性的影响，但材料非线性的影响不容忽略的结论．     

钢管混凝土拱桥结构的三维非线性地震反应分析

对某钢管混凝土拱桥结构用三维非线性分析的方法，考虑了几何非线性、材料非线性及几何材料非线性的影响，通过计算，较好地反映了实际结构的地震反应。     

大跨度钢管混凝土拱桥非线性稳定性分析

介绍了同时考虑材料非线性和几何非线性的钢管混凝土拱桥稳定性分析方法,并采用该方法对南浦大桥的稳定性进行了分析.结果表明:几何非线性对该桥稳定性影响较小,而材料非线性对该桥稳定性影响较大.提出在分析钢管混凝土拱桥的稳定性时,可不考虑几何非线性的影响,但材料非线性的影响不容忽略的结论.     

永和大桥钢管拱肋节段吊装施工控制

结合南宁市永和大桥的施工过程，主要介绍了该次钢管拱肋吊装施工技术的要点。该次钢管拱肋吊装采用的一些关键性施工技术成功地解决了实际施工过程中的一系列难题，是对我国钢管混凝土拱桥的缆索吊机斜拉扣挂悬臂拼装施工方法的进一步完善，对今后同类桥梁的施工，具有很好的参考价值。     

大跨钢管混凝土拱桥混凝土自调载灌注方法

为改善大跨度钢管混凝土拱桥混凝土灌注期间结构受力和变形,基于拱肋应力和变形影响线,提出一种自调载灌注方法. 推导了拱圈加权弯矩能同混凝土龄期的理论公式,提出以分阶段成桥与一次成桥设计状态加权弯矩能差异最小为目标优化灌注间隔,避免已灌混凝土过早承载. 应用ANSYS自带的APDL语言,针对新龙门大桥开发了专门的灌注仿真程序,展开钢管混凝土拱桥分段灌注优化分析. 结果表明:所提出的自调载灌注法应用于钢管混凝土拱桥灌注施工是合理可行的,基于拱肋应力和变形影响线确定的灌注方案,可实现此类拱桥灌注过程中结构变形和应力的自控制;以分阶段成桥与一次成桥设计状态加权弯矩能差异极小为目标建立的优化方法,可合理确定大跨径钢管混凝土拱桥分段灌注的起灌时间. 相比临时扣索、水箱压重等调载方法,自调载灌注方法可减少施工辅助工艺,降低工程建设总造价.     

钢管混凝土系杆拱桥温度应力的数值模拟分析

采用通用软件ANSYS计算钢管混凝土系杆拱桥拱肋结构各控制截面在温度荷载作用下的内力与应力值，并通过改变矢跨比和拱轴系数将不同设计参数情况下的温度应力进行了对比。研究表明，钢管混凝土拱桥矢跨比和拱轴系数的变化对结构体系温差引起的拱顶截面轴力和弯矩的影响相当显著，而对1／4跨和拱脚各截面轴力和弯矩的影响则较小。     

钢管混凝土拱肋面内弹塑性承载力分析

采用基于纤维模型的分段——分块的杆系结构有限元方法，推导了钢管混凝土拱肋的弹塑性刚度矩阵，提出了计算钢管混凝土拱肋弹塑性稳定承载力的计算模型，编制了相应的FORTRAN程序。采用本文方法，计算了圆管截面钢管混凝土拱肋的面内弹塑性极限承载力，理论分析结果与文献报道的试验和理论分析结果吻合良好。     

大跨度钢管混凝土拱桥安全性模糊综合评价

依据层次分析法的基本思想 ,建立了完整的大跨度钢管混凝土拱桥安全性评价模型及其指标体系 ,并引入模糊理论建立大跨度钢管混凝土拱桥安全性模糊综合评价方法。通过实际工程检验 ,评价结果直观简单 ,较好地反映了在役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。     

不确定层次分析的钢管混凝土拱桥安全性评价

针对传统的层次分析法的缺陷 ,引入不确定层次分析法 ,提出了钢管混凝土拱桥安全性评价的指标体系与确定权重的方法。针对常权评价的局限性 ,在评价中引入了变权原理 ,探讨了变权原理在评价中的应用。通过实际工程检验 ,评价结果较好地反映了桥梁的安全性状况 ,证明了该评价方法的可行性与实用性。     

杭嘉湖南排新兴桥工程拱肋施工方法探讨

杭嘉湖南排新兴桥工程是一座跨度为70 m的下承式系杆拱桥.针对该桥建设时遇到的临时借地费用高、安装风险大、影响社会道路通行等难题,提出了拱肋现浇的施工方法,并将其与预制吊装方案进行了技术性、经济性比较,认为系杆拱拱肋采用常规的混凝土现浇方案,在节约用地、保护环境、规避高空大吨位结构物吊装风险、节约施工成本等方面有较大优势.     

灰色理论在钢管混凝土拱桥施工控制中的应用

将灰色系统理论首次应用于大跨度钢管混凝土拱桥钢管拱肋吊装施工时扣索索力的预测中,通过采用已张拉扣索索力实测值与计算值的比值作为原始数据来建立灰色预测系统,使用GM(1,1)模型求解参数向量及原始序列的拟合序列,根据均方差比值和小误差概率评定模型精度,从而给出后一节段的扣索索力预测值.结合一座大跨度钢管混凝土拱桥的施工实际,介绍了该系统的基本原理和具体实施步骤,计算结果表明该方法满足工程要求,可供同类型工程参考.