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.     

基于马尔科夫模型的异形拱肋空间线形预测

结合马尔科夫理论和异形拱桥拱肋施工过程的特点,首次建立了针对异形拱肋空间线形精确预测的考虑残差的马尔科夫模型,导出了弱化随机误差以后的异形拱肋空间坐标计算表达式.基于该计算表达式,提出了异形拱肋空间坐标预测方法,以工程实例为背景的实验验证了该方法的实用性.对比了该方法与灰色理论预测法、Kalman滤波法和最小二乘法的计算精度,得出了异形拱桥拱肋空间线形的一般发展规律,结果显示该方法具有理想的精度和相当高的计算效率.     

哈大高速铁路钢箱叠合拱桥拱脚局部应力分析

对我国高速铁路上的第一座大跨钢箱叠合拱桥哈大高速铁路138 m新开河桥进行了拱脚结构局部应力分析.根据圣维南原理,运用ANSYS有限元计算软件,利用壳单元和梁单元建立了精细的系梁-拱肋-吊杆-横梁的空间计算模型,根据结构的实际情况模拟边界及荷载,对桥梁结构在恒载及客运专线活载作用下拱脚位置的应力分布情况进行了分析.计算结果表明:新开河桥拱脚的支座顶板部位和钢箱系梁变截面位置的应力较大,虽然未出现超过材料屈服应力的现象,但是为了保证桥梁使用的安全,在设计和施工中应加以重视.     

刚性吊杆拱桥主要受力构件冲击效应差异性

拱梁组合体系桥梁以主梁、吊杆和拱肋构成上部结构,为分析此类桥梁各主要受力构件的冲击效应差异性,对复杂桥梁的结构设计及承载能力评估提供冲击效应分析的方法参考,依托厦门天圆大桥,建立精细三维车桥耦合振动体系的分离迭代法,开展拱梁组合体系主梁、拱肋、刚性吊杆构件的冲击效应数值计算,分析行车速度、路面不平度、不同车辆模型、车辆行驶的车道位置等因素对各主要构件冲击系数的影响,并利用结构实测应变数据计算实测冲击系数,验证数值计算结果的可靠性.研究表明,拱梁组合体系桥梁3种主要受力构件的冲击效应存在显著的差异性,且比按照规范依据桥梁基频计算的冲击系数大;拱桥刚性吊杆尤其是短吊杆冲击效应较大,在桥梁运营及维护中应重视其动力问题引起的结构安全问题.     

中承式空间Y形钢拱桥力学分析

异形拱桥作为景观桥可以很好满足人们的景观需求,但同时它的受力形式也复杂多样，为了研究某空间Y型拱桥在施工阶段以及成桥阶段的受力特点，采用有限元分析软件建立全桥的数值模型。在考虑结构所受强风荷载的基础上，主要研究该结构在各个施工阶段以及成桥阶段关键部位的内力和应力，然后对结构进行动力和稳定性分析。结果表明: 该桥所受风荷载较为显著，双拱侧拱脚因为倾角的原因弯矩值较大，结构的受力均满足规范要求。通过对该拱桥的相关力学行为分析，研究结论可以给未来类似结构的设计和施工提供参考。     

钢管混凝土柔性系杆拱桥施工阶段的静力计算分析

以某大桥为工程背景,采用空间有限元分析方法,对下承式钢管混凝土简支柔性系杆拱桥进行了施工阶段的静力分析与计算;介绍了该类型桥梁结构施工阶段有限元模型的建模要点及其边界条件,并分析了拱肋的位移、应力以及吊杆、系杆的拉力等随施工阶段变化的规律.计算结果表明,该施工阶段静力计算方法较为符合简支拱桥各个施工阶段的受力特点,是可行的,其计算结果可以作为施工监测分析的重要参考.     

双曲拱桥承载能力评估

探讨某双曲拱桥承载能力评估问题。根据双曲拱桥的主拱圈是拱桥主要受力结构的受力特点,采用ANSYS有限元分析程序,对某双曲拱桥进行受力分析和承载能力评估,具体过程为:根据该拱桥的受力特点,将拱肋与拱波形成的组合截面作为主拱圈的截面,将拱上建筑与桥面系作为集中或分布荷载作用在主拱圈上,按桥梁设计规范对拱桥施加活荷载,对桥梁进行力学性能计算,根据计算结果进行桥梁承载能力评估,计算结果表明:该桥在原设计荷载作用下,其轴力、剪力均能满足要求,拱脚及拱顶处的偏心距不满足。所以,应对该拱桥进行加固改造,以满足交通运输发展的需求。     

大跨度钢管混凝土窄拱桥稳定性可靠度分析

铜瓦门大桥是一座主跨238 m、桥面宽10 m、宽跨比1/23.8的中承式钢管混凝土提篮拱桥.该桥设计采用了只由两根钢管混凝土弦杆和钢管腹杆组成的平面桁架拱肋.稳定安全性成为该桥结构设计的控制因素.首先根据钢管混凝土拱桥主要理论,在充分考虑材料性能、结构几何参数和计算模式的不定性基础上,建立了拱肋5个典型截面稳定性失效模式下的功能函数,获得了拱肋局部稳定性的可靠指标,各可靠指标均满足公路桥梁结构构件安全等级为一级的延性破坏目标可靠指标要求.然后采用与结构可靠度几何法相结合的响应面样本选取的新方法,进行了整体稳定性的可靠度研究,计算结果为平面桁架式拱肋的应用提供了理论基础,并进一步证明平面桁架式拱肋为大跨度钢管混凝土窄拱桥提供了一个有效的竞争方案.     

斜靠式拱桥施工阶段稳定性分析

以平顶山市城东河路湛河桥主桥--斜靠式钢筋混凝土拱桥为研究对象,采用有限元程序Midas/civil建立了该拱桥空间有限元计算模型.考虑了内外拱肋施工完毕、系杆梁张拉、吊杆张拉等施工阶段,对该斜靠式拱桥施工阶段的空间稳定性进行了计算,对比了两种施工工序对该桥梁结构空间稳定性的影响.计算结果表明,该拱桥施工阶段最小稳定系数为7.28,满足拱桥稳定性的要求.所得结论已为该拱桥施工监控直接服务,并对同类桥梁建造有较大的参考价值.     

安庆市水产路跨谷桥大沟桥设计

安庆市水产路跨谷桥大沟桥根据前期与相关建设部门对接以及安庆市规委会意见,确定最终桥型为单跨下承式简支刚性系杆拱桥,该桥计算跨径为134 m,桥宽为38 m,拱肋间距为26 m.文章重点介绍了该桥总体方案设计、结构计算及上部结构施工方案,为此类桥梁设计提供借鉴.     

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.     

下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚局部应力分析

拱脚是钢管混凝土拱肋向混凝土的过渡段,局部构造复杂,是拱梁组合桥的关键部位,其受力性能对全桥承载能力和跨越能力至关重要。运用ANSYS软件建立拱脚三维空间有限元模型,计算分析了拱脚在拱肋张拉吊杆前后两种工况下应力的空间分布。根据分析结果可以得到,拱脚受力以纵向压力为主,应力分布较为均匀;局部出现小范围拉应力,且拉应力值不大。因此,在整个拱桥结构中,拱脚受力合理,满足实际工程需要。     

基于MGM(1,n)模型的异形拱桥拱肋空间线形灰色预测

结合灰色预测模型和异形拱桥拱肋空间线形控制的特点,利用灰色系统理论建立了针对异形拱桥拱肋空间线形灰色预测的MGM(1,2)模型,该模型考虑了轴线偏差和拱肋旋转因素.在给出MGM(1,n)模型的概念、求解方法的基础上,以Matlab为软件平台编制了相应的程序.以工程实例为背景的实验结果表明,异形拱桥拱肋空间线形MGM(1,2)模型的预测结果与实际测量结果具有很好的一致性,说明文中提出的异形拱桥拱肋空间线形MGM(1,2)模型是科学合理的.     

滹沱河特大桥转体施工控制测量方案与实施

张石高速石家庄北出口滹沱河特大桥主跨为三跨中承式提篮系杆混凝土拱桥,主跨采用竖向转体施工,为了保证桥体的空间位置及桥体的合理受力,介绍了该桥钢管拱肋竖向转体过程中测量控制,提出了提篮式钢管拱桥在竖向转体施工中的空间定位关键技术.     

基于SHDR支座的异形斜交梁桥减隔震分析

随着城市桥梁的发展,城市立交匝道上异形斜交梁大量增加,由此引起高烈度地区异形斜交连续梁桥减隔震问题日益突出.本文以甘肃(天水)国际陆港城陆港大道第一联(30+28.5)m异形斜交连续梁桥为实际工程背景,采用有限元分析软件Midas Civil—2019建立桥梁空间三维抗震模型,采用反应谱及非线性时程分析方法,对普通橡胶支座和SHDR支座的地震反应的影响分别进行分析,研究在纵向及横向地震作用下1#固定墩和2#活动墩墩顶左右支座位移及内力的变化规律.结果表明:SHDR支座对该异形斜交连续梁具有很好的减隔震作用,采用SHDR支座能增加桥梁结构前三阶振型的自振周期,避开地震动卓越周期;与普通支座相比,采用SHDR支座后,活动墩分担了较大的地震力,固定墩墩底弯矩和墩顶位移反应显著减小,使结构处于弹性受力状态,以满足抗震设防目标.     

三跨连续四肋拱桥横向分布研究

以某公园三跨连续四肋拱桥为例,运用midas有限元分析软件建立空间梁格模型,探索多跨多肋拱桥各拱肋荷载横向分布规律,并采用midas Civil空间梁格模型施加单位力法得到该桥各拱肋的荷载横向分布系数.研究结果表明:在偏载情况下,偏载一侧的两根肋承担了大部分荷载;在正载情况下,四个拱肋的受力呈现对称性,荷载主要由中间的两根拱肋承担.     

不同施工方案对钢管混凝土拱桥受力影响分析

施工方案的选取对桥梁的建设与运营安全是十分有必要进行考虑的,关系整个桥梁全寿命期的安全可靠性。本文以一座钢管混凝土拱桥为例,两种不同施工方案采用MIDAS/CIVIL空间有限元软件对其进行仿真分析计算,对钢管混凝土拱桥结构受力进行计算,将不同施工方案过程中的应力值进行对比,准确掌握拱桥结构的受力情况,为该桥的施工方案选取提供了可靠理论依据,为同类桥梁施工提供参考。     

连续斜系杆拱滨江大桥设计与稳定性能分析

介绍了滨江大桥主结构首次采用的无风撑三跨连续斜系杆拱(左斜20°)的设计构造,定性分析了该结构的主要受力特点,阐述了稳定分析的类型,采用第1类弹性稳定分析方法,建立空间有限元计算模型,对施工阶段、成桥以及运营状态进行了稳定性能的计算分析;同时对正交和斜交、单跨和连续端横梁刚度的影响进行对比分析.结果表明:在左斜20°时,对于刚性系杆刚性拱结构体系,桥面系刚度较大,结构的失稳主要表现在拱肋的面外失稳;而单跨与连续2种体系以及正交和斜交时的稳定性相差不大,在具有较多较强内横梁情况下,端横梁刚度对拱肋的稳定性影响不明显.     

大跨刚架系杆拱桥动力分析

刚架系杆拱桥是一种复杂的多体系组合结构,结构动力的特性对桥梁的正常使用有重要的影响,它也是该类桥设计的关键之一。本文首先采用通用有限元ANSYS软件,考虑桩土相互作用,建立结构动力有限元计算模型,计算结果表明:桥梁拱肋面外自振基频明显小于桥梁整体竖向自振基频,说明桥梁拱肋面外刚度与全桥竖向刚度相差较大;桥面系面外刚度相对较弱,桥梁前8阶振型中出现了扭转振动形式。考虑不同拱肋倾角计算分析了桥梁的动力特性,计算结果表明拱肋倾角的改变对结构的面外振型影响显著。当结构的面外刚度较小时,可采用改变拱肋倾角来调整。     

不同支座对异形斜交梁桥减隔震性能的影响研究

随着城市桥梁发展,城市立交匝道上异形梁斜交梁桥大量增加,对于高烈度地区异形斜交连续梁桥减隔震的问题,以甘肃(天水)国际陆港城陆港大道上异形斜交梁桥为研究对象,采用非线性时程分析方法,研究异形斜交梁桥采用普通橡胶支座、超高阻尼SHDR支座和摩擦摆FPQZ支座的地震反应.结果表明:异性斜交桥梁结构采用FPQZ支座,结构前三阶自振周期增大最大,FPQZ支座在增大周期方面比SHDR支座效果更好;采用SHDR支座,固定墩和活动墩纵横向墩底内力随入射角的变化幅度较FPQZ支座小,且SHDR支座左右墩受力更均匀,对全桥的受力更为有利;异形中墩斜交梁地震作用下墩底内力和位移受地震波入射角的影响较大,工程设计中应充分考虑地震波入射角的影响,采用普通支座和减隔震支座时最大最小内力发生入射角也不相同,设计时应考虑.