考虑吊杆断裂过程的下承式钢管混凝土拱桥动力分析

收集并分析62座下承式钢管混凝土（CFST）拱桥的主要参数，构建6种不同跨径的下承式CFST标准拱桥. 采用MSC.Marc有限元软件模拟缩尺试验模型吊杆断裂的全过程，讨论动力系数计算方法及其取值. 确定6种不同跨径下承式CFST标准拱桥在短吊杆、次短吊杆及长吊杆分别断裂时剩余吊杆及加劲纵梁的动力系数取值. 研究结果表明：采用有限元软件MSC.Marc模拟下承式CFST拱桥吊杆断裂，最大误差仅为11.25%. 各吊杆分别断裂时，拱肋和加劲纵梁各截面均为断裂吊杆所对应位置动力响应最大；剩余吊杆为断裂吊杆的相邻吊杆动力响应最大. 下承式CFST拱桥剩余吊杆和加劲纵梁动力系数取值分别为1.75和1.80时，采用静力法计算结果与动力计算最大值基本一致，且计算结果偏于安全.     

基于位移差曲率的下承式拱桥吊杆损伤识别

依据摄动有限元理论研究了拱桥吊杆损伤对拱桥位移的影响,提出了基于吊杆损伤前后拱桥位移差曲率的吊杆损伤识别方法,即先测出吊杆损伤前后的拱桥位移,求出位移差曲率,再依据位移差曲率曲线进行损伤识别。通过某下承式拱桥的有限元模型分析,表明该方法不仅能准确识别出损伤吊杆的位置,而且还能大致判断出吊杆的损伤程度,验证了该方法的正确性。该方法不仅适用于单根吊杆损伤的识别,而且还适用于多根吊杆损伤的识别,测试简单、精度较高,适合于工程应用。     

两种吊杆张拉方法的研究

近年来，异型拱桥逐渐兴起，异型拱桥结构线型优美，吊杆是联系异型拱与主梁的关键体系，文章通过工程实例分析，研究两种不同吊杆张拉方法的优缺点，为同类桥梁工程施工提供参考。     

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3 a后钢管混凝土拱桥随时间变化时测得的吊杆索力与成桥6 a后测得的吊杆索力,分析得出:吊杆内力变化与系梁和钢管中混凝土发生收缩徐变有较大关系.     

移动荷载下中承式拱桥吊杆的受力分析

为了更加准确地研究中承式拱桥在移动载荷作用下的受力情况,采用相似材料制备了由桥面、拱圈和吊杆构成的中承式吊杆拱桥模型。通过对模型桥面施加均布荷载及移动集中荷载,对桥面和吊杆进行移动载荷力学性能测试,得出了移动荷载作用下的下吊杆受力分布规律、受力范围以及桥面的受力情况。该研究结论可为中承式拱桥设计及在施工之前提供更加准确的理论依据。     

吊杆破断情况下湛河斜靠式拱桥静力性能分析

以平顶山市城东河路湛河桥主桥—斜靠式拱桥为实例,采用MIDAS/Civil有限元软件建立该桥的空间有限元计算模型,进行不同吊杆破断情况下的斜靠式拱桥静力性能分析,通过对比桥梁在完好状态和不同吊杆破断情况下的静力性能,得出结论：桥梁各构件的强度满足规范要求;主拱、稳定拱吊杆安全系数分别为2.7和3.03,满足规范规定;桥梁变形满足正常使用极限状态下的变形要求.该桥由于设有较强大的系梁,在某些吊杆出现破断情况下,还能满足桥梁规范要求,表明该桥梁安全储备较大.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静力性能,为桥梁的科学维护提供依据,也为湛河斜靠式拱桥更换吊杆提供理论指导.     

吊杆形式对下承式拱桥力学性能的影响

以邵阳西湖大桥为例,运用大型通用有限元程序ANSYS建立数值分析模型,通过改变原桥的吊杆布置方式,研究了吊杆布置方式对下承式拱桥静力、荷载影响线、动力特征及稳定性能的影响,并对下承式拱桥的吊杆布置方式的选择及设计提出了相应的建议.     

考虑车-桥耦合振动及桥面平整度退化影响的拱桥吊杆疲劳分析

现有拱桥吊杆疲劳分析中,较少考虑车-桥耦合振动及考虑桥面平整度退化的影响,致使分析成果具有一定的局限性.根据在役桥面平整度等级国际通用评价体系,模拟了运营阶段桥面平整度退化历程.结合已编制随机车流-桥梁耦合振动分析程序,建立了可考虑车-桥耦合振动及考虑桥面退化等因素的拱桥吊杆疲劳分析模型.以某拱桥为工程背景,对比研究了不同因素作用下拱桥典型吊杆的疲劳损伤及疲劳寿命.结果表明,车-桥耦合振动及桥面平整度退化因素对拱桥吊杆疲劳影响较大,在考虑车-桥耦合及桥面平整度退化共同影响下,计算得到的吊杆疲劳寿命值比不考虑两者影响所得值少15~30年.研究成果对桥梁结构正常使用状态评估有一定的工程应用价值.     

福清玉融大桥荷载横向分布计算

本文探讨了具有柔性吊杆的中承式钢管混凝土肋拱桥的荷载横向分布计算，不再假定横梁刚度为无穷大，而把横梁与吊杆的连接看作弹性支承，充分考虑其变形，采用位移法求解．并通过实桥静载实验验证     

外倾式组合拱桥吊杆张拉力的确定及分析(英文)

在拱梁组合桥梁设计和施工分析中,确定成桥状态时的吊杆张拉力非常关键.采用空间杆系有限元分析模型,对结构新颖的外倾式空间组合拱桥的成桥吊杆张拉力运用三种分析方法进行了分析计算对比,获得了该组合拱桥的成桥合理的张拉力.分析方法可为其它组合拱桥提供参考.     

钢-混组合结构蝶形拱桥索力优化

以中承式钢-混组合结构蝶形拱桥为研究背景,对以异型拱为代表的拱桥的索力优化问题进行研究。运用MIDAS/Civil软件建立桥梁结构的有限元模型,通过对比分析不同张拉索力下的拱肋轴力、弯矩、应力以及索力不均匀程度,确定最合理的吊杆张拉力,同时对4种不同的张拉方案从拱肋轴力、拱肋弯矩、主梁应力以及吊杆内力等方面进行对比分析,以确定最优的吊杆张拉顺序,最后以确定的吊杆张拉力和张拉顺序对吊杆进行验算。研究结果表明,该蝶形拱桥的第二次吊杆张拉力选取中索450kN、边索550kN较为合理,最优的张拉方案为先张拉拱顶两侧的两根吊杆,再张拉拱顶吊杆,然后从拱脚向拱顶对称张拉,吊杆的最大应力和应力幅均满足规范要求。     

不对称V型斜跨钢箱拱桥索力优化及控制

以某座不对称V型斜跨钢箱拱桥为工程背景,建立有限元模型,结合现有拱桥与斜拉桥合理成桥状况调索方法,采用刚性支承连续梁法、零位移法、刚性吊杆法和最小弯曲能量法这4种常规调索方法对此异型拱桥成桥吊杆索力进行初调,并采用影响矩阵法对索力进行优化,发现常规调索方法得到的成桥索力分布较不均匀,优化后能得到较为均匀的索力,并一定程度改善结构在成桥恒载状况下的变形及受力.考虑异型拱桥施工过程中吊杆张拉工序对结构受力的影响,采用4种不同的张拉工序,对比分析张拉过程中吊杆索力极值、主拱圈扭矩极值、平面内弯矩极值、平面外弯矩极值及平面外位移极值,发现采用方案一(即中间至两端错位张拉吊杆)为最合理的张拉工序,研究成果对异型拱桥的设计及施工均有一定的应用价值.     

湛河提篮式拱桥空间静力分析

以平顶山市湛河提篮式拱桥为工程实例,采用Ansys有限元软件建立了该提篮拱桥的空间有限元计算模型,分析了拱肋、系杆梁及吊杆等主要构件的受力与变形性能.计算结果表明:该提篮拱桥各构件的受力与变形基本关于跨中对称;全桥除端部2根吊杆张力较小外,其余吊杆张力分布较均匀,具有较大的安全储备;拱肋、系杆梁总体处于受压状态,在吊杆位置处弯矩发生变化,剪力产生突变;全桥以竖向位移为主,最大竖向位移发生在拱顶,拱肋横向位移偏向桥梁轴线方向,系杆梁竖向位移较小,基本维持在水平状态,该提篮拱桥各方向位移数值均小于规范规定的要求,桥梁线形控制较好.计算结果可为同类桥型设计提供参考.     

钢管混凝土系杆拱斜吊杆试设计研究

以钢管混凝土系杆拱桥--郑州黄河公路二桥为背景工程进行斜吊杆试设计.采用有限元分析方法,研究了在不同吊杆布置形式下拱桥结构内力和挠度的变化.分析结果表明,斜吊杆的夹角对桥梁内力影响较大,设计时吊杆夹角的选取是一个重要的问题;采用斜吊杆替代直吊杆,可使拱肋和系梁弯矩减小,桥面挠度减小;在3种斜吊杆布置形式中,以径向吊杆布置的性能最佳.     

基于吊杆损伤的斜靠式拱桥动力特性分析

根据平顶山市城东河路湛河桥主桥———斜靠式拱桥的结构特点,借助M IDAS/C ivil桥梁通用有限元程序,建立该桥的空间精细FEM,对不同吊杆损伤工况进行结构动力特性分析。通过与桥梁完好状态下的桥梁动力特性对比,可以得出结论:吊杆损伤对斜靠式拱桥的低阶自振频率总体影响较小,但对桥梁整体竖向自振频率和扭转自振频率相对影响较大,吊杆损伤导致桥梁竖向和扭转自振频率降低;主拱比稳定拱吊杆损伤对该桥的自振频率影响敏感,跨中比1/4跨处吊杆损伤对该桥自振频率影响大。     

振动对拱桥短吊杆截面应力分布的影响

研究了桥面振动对拱桥短吊杆截面应力不均匀分布规律的影响.假定短吊杆两端与拱肋及桥面均为固结,通过对桥面竖向及纵向振动作用下吊杆截面应力的理论推导及参数分析,探讨车速、车辆振动频率、修正的驱动频率等主要参数对吊杆截面应力的影响,概括出桥面振动荷载作用下吊杆不均匀应力分布情况及应力动态增大系数的范围.     

拱桥吊杆张力测试理论研究与误差分析

通过求解考虑拱桥吊杆弯曲刚度、转动惯量、剪切变形的振动微分方程,建立了频率与张力关系的方程.对频率方程进行求解分析,得出两端铰接的吊杆频率方程数值计算方法及其实用计算公式.通过和有限元法计算结果的对比,表明吊杆张力实用计算公式与吊杆条件的选取.详细分析了影响吊杆张力测试结果的主要因素,并指出了在工程实践应用中应注意的问题.     

新桥国际机场高速公路新型上跨桥——斜跨拱桥设计

文章介绍了合肥新桥国际机场高速公路新型天桥——斜跨拱桥的设计思路，以及钢-混凝土组合桥面系的优点；采用空间有限元分析，通过结构的模型建立、单元离散及其求解，对该类结构的静力特性和稳定性进行了分析和探讨，并提出了斜跨拱桥吊杆分析计算的具体措施，对该类桥的设计分析计算提供了一定参考。     

组合拱桥的吊杆拉力的简化计算方法

在忽略桥面结构的主梁与拱肋刚接点的转动对吊杆力的影响的情况下,推导出组合拱桥的吊杆拉力的简化计算方法,揭示这种结构体系的力学本质,也有助于设计者进行合理的概念设计.     

基于数值计算的吊杆参数对索力的规律研究

介绍几种目前测试系杆拱桥吊杆索力的方法,阐述了频率法用于测试系杆拱桥吊杆索力的基本原理,并对频率法中涉及的吊杆参数进行了综述。采用大型有限元软件ANSYS计算在不同吊杆参数下,吊杆索力的变化和规律。结果表明,吊杆参数对吊杆索力的影响程度大小排序,依次为吊杆长度、截面抗弯刚度取值、钢套管长度。吊杆长度、截面抗弯刚度取值、钢套管长度分别与吊杆的索力成反比、正比、正比的函数关系。最后用两钢管混凝土拱桥案例验证了基于吊杆参数对索力影响规律的大小来倒推施工过程中吊杆参数方法的可行性。