软弱地基上的碾压混凝土拱坝应力与位移分析

某工程在软弱基础上修建的碾压混凝土拱坝坝高大于100m,基础软弱,应力和位移大,尤其是坝肩向下游位移大。提出设置推力墩新结构来增强拱座受力,限制其变形。示例对水压荷载作用下坝体的应力和位移进行三维仿真分析,表明仅设置30m长的推力墩能消减50％的坝体下游面(水压荷载)拱向拉应力;位移减小20％;坝肩基岩几乎处于微压状态,水压应力向推力墩转移,加大坝基底面减小坝体沉陷。由于推力墩结构减小了拱跨度,增强了拱坝的整体性,分担了主要的坝肩荷载,可使拱坝应力得到改善,位移得到控制。     

单轴对称截面圆弧拱在局部区域径向均布荷载下的弯扭失稳

为了探究单轴对称截面圆弧拱的弯扭失稳行为,研究了局部区域径向均布荷载作用下单轴对称工字形截面两端铰接圆弧拱的弯扭失稳问题,考虑了剪切变形的影响,推导了失稳前拱的弯矩,轴力和剪力表达式。根据势能驻值原理和Rayleigh-Ritz法,得到了单轴对称截面圆弧拱弯扭失稳临界荷载理论解,并将其和有限元结果进行了对比。结果表明:当截面的较宽翼缘位于拱的顶部时,拱的弯扭失稳临界荷载值会增大;考虑剪切变形影响的浅拱的弯扭失稳临界荷载小于不考虑剪切变形的临界荷载;局部参数对拱的弯扭失稳临界荷载影响明显,弯扭失稳临界荷载随着局部参数的增大而减小。     

索拱结构布索方式研究与静力特性分析

通过研究纯拱在全跨均布荷载作用下的弯矩分配,探讨弦撑式索拱、弦张式索拱、车幅式索拱的布索方式。对比索拱结构与纯拱结构静力特性,包括变形对比,内力对比,拱脚推力对比,索拱结构均在一定程度优于纯拱结构。最后对比索拱结构与纯拱结构的经济性,将拉索用量换算计入用钢量,在相近刚度水平下,索拱结构与纯拱结构相比具有较好的经济性。     

周期荷载作用下几何缺陷拱的动力稳定性

分析了周期荷载作用下几何缺陷对拱的动力性能的影响.首先将结构有限元节点坐标偏差视为随机变量,通过建立拱的条件相关矩阵,分解得出几何缺陷的分布方式及缺陷幅值标准差.在考虑动力荷载作用下结构的稳定性能时,由Lyapunov稳定性原理出发,推导出了反应结构长期动力性能的运动稳定方程,基于此方程求解Lyapunov指数.对比分析了几何缺陷拱与完善拱的动力稳定性能,研究了周期荷载作用的频率与几何缺陷的大小对拱动力稳定性能的影响.结果表明与静力屈曲模态相似的几何缺陷分布方式对拱的动力稳定性影响最大;同时存在使拱发生动力失稳的激励频率区域.     

用单位力轨迹线作两铰拱影响线

利用两铰拱在Ｐ＝１作用下的轨迹线规律，求做抛物线两铰拱的推力和某截面的弯矩影响线。     

拱的大挠度分析

基于有限变形理论导出了等截面圆弧拱在荷载作用下考虑非线性二阶项的微分方程,并得到了无铰拱与两铰拱载荷在荷载作用下位移的解析解。为大跨径拱的分析与计算提供了理论依据。     

钢管拱桁架的静力稳定性研究

利用大型有限元程序ANSYS对拱桁架进行了静力稳定性分析,同时考虑了初始缺陷、荷载作用范围及约束条件等因素对拱桁架静力稳定性能的影响.结果表明:拱桁架的失稳形态为整体失稳;初始缺陷对拱桁架的稳定承载力和失稳时的变形都影响显著;拱桁架在半跨荷载作用下的稳定临界承载力比满跨时略高,但变形却比满跨时大得多;约束绕x轴的转动和固定约束的作用基本相同,使结构的稳定承载力比只限制位移提高10.6%.     

固接抛物线浅拱的平面内稳定性分析

对固接抛物线浅拱的静力及动力稳定性问题进行了研究.基于哈密尔顿原理推导出抛物线浅拱的动力学控制方程,并推得非线性静力平衡方程及静力跃越和分岔屈曲的解析方程;利用体系不稳定平衡时的能量守恒原理确立了发生动力屈曲的临界条件并得到动力屈曲相对荷载上限及下限值.分析结果表明:浅拱的修正长细比及结构已存在荷载是影响浅拱屈曲的重要参数,阶跃荷载作用下浅拱的静力及动力屈曲相对荷载随着长细比的增加而增加,而动力屈曲荷载随结构已存在荷载的增大而减小;当稳定平衡时系统势能大于零,浅拱的动力屈曲荷载将显著提高.     

双拱形渡槽桥台桩基承载力三维有限元分析

采用ANSYS软件,对山西省北赵引黄提水工程双拱形渡槽、桥台、桩基和地基土体进行三维有限元模拟分析,得出了自重及温升荷载下的结构应力变形规律。针对桥台水平位移引起桩体的弯曲变形,导致桩与土之间作用力分配难以用一般性理论进行计算,将地基-桩体-桥台-拱跨整体建模,进行整体分析,并重点研究了拱端水平推力对桩基及土体应力、位移和变形的影响。     

拱肋内倾角对钢管混凝土拱桥静动力学的影响

利用有限元程序,对不同拱肋内倾角的钢管混凝土拱桥在恒载作用下的静力、稳定性以及结构的自振特性进行了计算,分析了结构位移、内力、稳定安全系数和自振频率值与拱肋内倾角的关系.结果表明:拱肋内倾角增大,有效地提高了拱桥结构的面外稳定性和横向刚度,拱肋控制截面的弯矩和拱脚的水平推力也均有大幅度的减小,当拱肋内倾角为8°时,拱脚处弯矩和水平推力均达到最小值;但拱肋内倾角在3°以下、8°以上时,对拱肋横向刚度的影响较小;结构面内稳定、面内刚度、扭转刚度及拱肋控制截面的竖向位移受拱肋内倾角的影响较小.综合静、动力学分析结果来看,拱肋内倾角以8°为宜.     

大型圆弧形拱管稳定和振动分析

圆弧形拱管是常用的跨越构筑物,本文分析了在垂直向下载荷作用下圆弧形拱管的临界载荷计算问题;计算了全跨、半跨载荷作用下的临界载荷;而且计算了侧向临界载荷,并且计算了圆弧形拱管固有频率;为圆弧形拱管的设计和计算提供了依据。     

喷射高性能水泥复合混凝土加固石拱桥试验研究

通过1座未加固石拱桥模型与1座带载喷射高性能水泥复合混凝土加固石拱桥模型的破坏实验,研究了喷射高性能水泥复合混凝土加固石拱桥的加固效果及加固计算方法.试验结果表明,在石拱桥模型达到破坏荷载70%时持载喷射60mm厚高性能水泥复合混凝土加固,石拱桥模型承载力提高幅度为25%.喷射高性能水泥复合混凝土加固石拱桥能有效提高其承载力,改善其脆性破坏的性质,是一种经济有效的石拱桥加固方法.文中所用的加固后石拱桥承载力计算方法的计算结果与实验结果吻合良好,可供工程加固设计参考使用.     

福州秀宅收费站斜塔工程设计分析

福泉高速公路福州秀宅收费站是由一座高４４６８ｍ,水平倾斜角６８°的钢筋混凝土斜塔和由高强钢索张拉跨径１２６３ｍ圆弧拱式钢管桁架组成的结构体系．本文就收费站基础设计、斜塔结构型式、斜塔及斜拉钢索内力计算等进行了分析研究,讨论了斜塔施工恒载不平衡推力问题,保证收费站结构在施工与使用中的受力要求．     

应用 Visual Basic 语言开发 GFRP 筋混凝土桥梁面板基于拱效应下的设计软件

前期研究提出的GFRP筋混凝土桥面板基于拱效应下的设计方法,其计算过程较繁琐。采用Visual Basic语言把设计方法编写成人机交互式的设计软件,可提高设计工作效率。当用户输入几何数据、材料的物理力学性能及荷载条件,软件即可自动计算面板的正常使用极限荷载和承载力极限荷载,获得GFRP筋混凝土桥面板的设计承载力。不同荷载值下的变形、裂缝宽度及拱推力大小等其他计算结果可以启动查询窗口查看。软件操作过程保持与原设计思路一致,软件界面沿用windows系统软件的风格,使软件易于理解和掌握。     

大跨度现浇钢筋混凝土拱型结构的设计

以某高校40m跨度拱形大门为例，探讨了大跨度现浇钢筋混凝土拱形结构在结构布置、计算方法和基础选型等方面难点和处理技巧．提出可以通过设置横梁连接几个相对独立的拱圈，实现上部结构的稳定；通过调整独立基础底面的倾斜角，抵抗拱圈的水平推力；适当加大独立基础的重量，可提高整体稳定性．     

三跨上承式预应力混凝土拱桥优化设计

在分析预应力布置位置对三跨上承式拱桥内力和拱脚推力影响的基础上,阐明了该类桥型预应力筋的布置原则.同时,为在设计时考虑减小拱脚不平衡推力这一因素,提出了基于敏感性分析的首控截面应力双控设计法、首控拱脚净推力双控设计法以及直接利用优化理论进行设计等3种合理优化设计方法.这些设计法针对该类桥型的特点,利用在拱顶梁中分别布置一定数量的上下偏心的预应力筋来优化结构的内力和满足各部分的位移限制要求.通过对南京三山桥工程的设计计算,表明该设计方法完全可以满足设计要求,并可供相关工程参考验证.     

铭选大桥设计

铭选大桥为三跨拱桥，主孔为净跨９０ｍ的钢管砼中承式肋拱，两边跨为静跨４８ｍ钢筋砼上承式肋拱，不但造型美观，而且解决了恒载不平衡推力问题．根据地形地质条件，选用组合式桥台，钢筋砼空心板，柱基或刚性扩大基础，保证了下部结构与基础的受力和刚度要求，方便了施工，降低了造价     

岳西天堂大桥的横向稳定性分析

文章用当量压杆法推导出有横向联系肋拱桥的横向稳定临界荷载计算公式,并用能量法推导出了无横向联系肋拱桥的横向稳定临界荷载计算公式,同时考虑了拱肋的扭转效应和矢跨比效应。根据两种情况下的计算理论,对岳西天堂大桥进行横向稳定的分析,并得出相关结论。     

土中浅埋地下拱结构化爆动载的确定方法

为了研究化爆作用下地下拱结构表面荷载分布的规律,简述了目前化爆条件下结构上荷载均布化的3种方法,提出了适用于地下拱结构抗爆设计的荷载分布假设,即拱结构横截面上荷载呈三角形分布,且纵向荷载均布。通过有限元数值模拟,比较分析了4种工况动载峰值荷载作用下拱结构在弹性阶段、塑性阶段的受力状况和结构响应,并与动荷载作用下的结构响应进行对比分析。结果表明,相较于化爆条件下拱结构所受圆锥状荷载,把化爆条件下拱结构所受荷载假设为横截面上三角形分布、沿纵向均匀分布时,拱结构响应相似;按荷载总集度相等原则提出的荷载简化方法仍偏于保守,可以作为一种用于工程设计的简化计算方法。     

土拱应力递减模型及其在滑坡荷载分担模型中的应用

土拱效应是抗滑桩工程发挥作用的关键内容.以土拱的应力变化为研究点,首先明确了土拱拱轴线,然后推导了新的土拱应力递减模型,由此量化了土拱关键拱形参数的计算方法,最后提出了新的滑坡荷载三级分担模型.研究结果表明:桩间土拱和桩后土拱的应力呈指数递减规律,基于土拱应力递减模型提出的拱迹线倾角和土拱厚度两个计算公式由于考虑影响因子全面因而更加切合实际;依据计算的桩后土拱和桩间土拱极限承载力可知,阶段划分的滑坡荷载三级分担模型与滑坡体-抗滑桩作用阶段特征相符合.研究可加强对土拱效应理论的理解,也可为滑坡抗滑桩设计起指导作用.