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.     

群益大桥试验研究

群益大桥为钢管混凝土单圆管肋拱桥 .该桥进行了实桥静载测试和两根钢管混凝土单圆管肋拱面内全过程实验室试验 .实桥测试结果表明 ,该桥在使用阶段结构处于弹性工作阶段且具有较大的刚度 .模型试验结果表明 ,钢管混凝土肋拱具有较好的弹塑性性能和较高的承载能力 ,设计计算时应计及钢管对核芯混凝土套箍的有利影响     

梁肋斜交空间曲面吊索异形拱桥设计关键技术

拱肋与桥面斜交形成造型独特的异形斜跨拱桥,可用于城市景观桥梁.以某桥为实例,阐述了梁肋斜交空间曲面吊索异形拱桥设计的关键技术.该桥主跨190 m,主梁钢箱梁全宽达33.34 m,与钢箱拱肋斜交,吊索呈空间曲面分布,体系受力复杂,施工涉及多次体系转换,工序复杂.建立了空间有限元计算模型,对桥梁施工全过程、桥梁整体稳定性和弹塑性以及局部受力复杂区域进行了仿真分析.计算结果表明,该桥各关键设计参数均满足规范要求.该梁肋斜交空间曲面吊索异形结构为拱桥结构体系的创新发展提供了新的案例.     

基于均匀设计和神经网络的拱桥可靠度计算

近二十年来大跨度钢管混凝土拱桥在我国得到广泛的应用,但目前基于可靠度理论的拱桥设计方法尚未完全建立,拱桥结构的可靠度评估和计算方法还有许多问题亟待研究。提出一种基于均匀设计和神经网络的结构可靠度计算方法,通过使用ANSYS和MATLAB实现该方法,并通过经典算例证明该方法实用有效。用该方法对广州解放大桥进行了可靠度计算,证明该方法能应用于求解实际结构构件或体系的可靠度。     

钢管混凝土拱桥拱轴线施工误差影响分析

选取单圆管、哑铃型、桁式截面的钢管混凝土拱桥各一座,建立有限元模型,分析了面内外、正反对称拱轴线施工误差对成桥状态下使用受力性能和极限承载力的影响.研究结果表明:目前桥梁施工规范中对钢管混凝土拱桥拱轴线施工误差的限定是较为合理的,其对钢管混凝土拱桥正常使用状态下的受力性能以及极限承载力均影响较小.     

考虑拱式拱上结构与主拱圈联合作用影响的连拱计算

在多跨连续拱桥的设计中,现有的连拱计算方法都忽略了拱上结构的影响,而是按裸拱连拱进行计算。但对于我国广泛采用的拱式拱上结构的连续拱桥,由一座模型桥试验表明,拱上结构与主拱圈联合作用的影响较为显著,如拱顶截面的活载弯矩可减小15～25%,拱脚截面可减小25～40%。可见在连拱计算中宜考虑拱式拱上结构的影响。本文通过模型桥试验和理论分析相结合的方法,对这种拱式拱上结构多孔连续拱桥的连拱计算,试图提出与实际受力情况基本相符的计算图式,并在此基础上拟出了一个供讨论和试用的实用简化计算图式。     

基于APDL参数化语言实现拱轴系数 m的优化设计

在大跨径拱桥的设计中,悬链线被较多地作为拱轴线,计算拱轴系数是拱桥设计的重要组成部分,但目前确定拱轴系数的常规方法有不足之处.基于APDL参数化语言,建立了实桥模型,运用ANSYS软件强大的有限元计算能力和APDL参数化语言的灵活性,实现了拱轴系数m的优化设计.此方法用于拱桥设计中拱轴系数的确定,可弥补常规方法的不足,对提高拱桥设计的计算效率和精度有一定的参考价值.     

钢管混凝土拱桥拱脚外包混凝土最小厚度研究

一些钢管混凝土拱桥运营后,拱脚处钢管外包混凝土出现了明显可见过宽的裂缝,影响结构的使用与耐久性,但相关规范未对外包混凝土设计提出要求.本文以某下承式钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,运用Midas/Civil建立全桥模型并提取拱肋截断面最不利内力组合,再运用ANSYS建立拱脚局部模型,分析钢管与外包混凝土界面、拱肋截断面各内力分量对拱肋附近外包混凝土应力的影响,研究拱肋附近外包混凝土应力随外包混凝土厚度增大的变化规律.计算结果表明,拱脚裂缝主要由拱肋轴力引起,钢管受压膨胀挤压外包混凝土使其产生拉力,加大钢管外包混凝土厚度能有效减小拉应力.通过多工况的计算给出了满足抗裂限裂要求的最小外包混凝土厚度.     

大跨度斜拉拱组合桥极限承载能力分析

以一种新颖钢管混凝土拱桥斜拉钢管混凝土拱组合桥为研究对象,考虑钢管混凝土拱在变形、失稳破坏期间的几何及材料非线性特性,采用统一理论中的钢管混凝土组合构件本构关系及高精度不分层梁单元,对在建的某斜拉钢管混凝土拱组合桥进行了在静力荷载作用下的极限承载力分析,并用钢管混凝土拱模型实验对分析程序及钢管混凝土组合构件建模方法进行了验证,同时分析了斜拉索及斜拉索的初索力对拱桥承载能力的影响.结果表明,斜拉钢管混凝土拱组合桥具有较高的稳定性和极限承载力,斜拉索能够较大提高拱桥的承载能力,斜拉索初张力对稳定承载能力的影响不大.     

中承式钢筋混凝土拱桥自振特性分析

在分析中承式钢筋混凝土拱桥自振特性的基础上,考虑了各种结构参数(矢跨比、横撑的布置、桥面刚度和拱肋刚度、支撑条件等)对中承式钢筋混凝土拱桥的自振特性的影响,建立了拱桥的有限元空间计算模型,并将其应用于该类某市政桥的自振特性的计算,为该类桥的设计和检测提供参考.     

超大跨径钢管混凝土拱桥误差控制方法研究

通过对钢管混凝土拱桥误差形成机理的研究,基于无应力状态法对拱肋施工过程的分析,提出了钢管混凝土拱桥施工误差控制的可调域法。这种控制方法将施工阶段划分为若干控制区间,严格控制拱肋的无应力长度和曲率,只在关键施工阶段对斜拉扣挂系统误差进行调整。研究了该方法控制区间划分原则和可调域的计算方法,同时基于可调域法的控制特点,分析了拱肋结构状态调整的计算方法。将可调域法应用于波司登大桥的误差控制中,实践表明这种控制方法可以有效提高施工精度,同时加快施工进度。     

拱桥技术的回顾与展望

对石拱桥、钢拱桥、混凝土拱桥和钢管混凝土拱桥简要回顾了其发展,介绍了应用现状,分析了应用前景.对混凝土拱桥,介绍了国外在大跨径混凝土拱桥的研究现状,对材料、结构构造以及施工架设方法等方面的发展方向进行了展望,并重点介绍了波形钢腹板-混凝土拱桥新桥型的试设计研究.对钢管混凝土拱桥,介绍了应用与理论研究进展,对结构与构造、设计计算理论的发展提出了看法.     

特大跨径钢管混凝土拱桥拱肋吊装期间非线性影响分析

特大跨径钢管混凝土拱桥拱肋在吊装过程通常中有铰结和固结两种边界条件,为了分析非线性对特大跨径钢管混凝土拱桥拱肋吊装期间线形影响,对拱肋吊装不同阶段的受力特性进行了研究;推导了在不同结构体系下拱肋线形计算公式。研究发现:拱肋在固结状态时,非线性因素对拱肋线形影响较小;在拱脚铰结状态时,非线性因素对拱肋线形影响较大。产生这种现象的原因是由于几何非线性影响,导致扣索作用在拱肋上力的角度不同;而拱肋处于不同结构体系时,对这种变化敏感度差异较大。最后通过对波司登大桥的计算与工程实践,对这种现象以及产生原因进行了验证。     

下承式钢管混凝土拱桥力学性能分析

根据郑州黄河公路二桥主桥———下承式钢管混凝土拱桥的结构特点,利用大型通用有限元程序ANSYS对该桥的静力特性、动力特性及稳定性进行了详细分析和探讨,计算结果可为该桥的设计、施工提供参考,也可为该桥梁在运营过程中的健康检测和维护提供基础性数据,以及对于改进同类拱桥的结构布置和设计都具有重要的意义.     

主跨120m钢管混凝土下承式系杆拱桥设计及施工

贵州省红果经济开发区东湖大桥主跨为120m钢管混凝土下承式简支系杆拱桥,拱肋为哑铃形截面,主要介绍结构设计特点及施工要点。     

钢管混凝土拱桥温度应力数值分析

以钢管混凝土拱桥的温度应力为分析对象,编制了钢管混凝土构件截面热传导差分计算程序．在此基础上,编制求解钢管混凝土拱肋温度应力的有限元程序,定性分析了钢管混凝土拱桥的温度特性．     

钢管混凝土拱桥四管与六管拱肋之比较

为了能更好的选取大跨度钢管混凝土拱桥拱肋的钢管数目及布置形式,根据国内已建成的钢管混凝土拱桥,构造了两座400m跨度,宽27．5m,拱轴线形一致的钢管混凝土桁式拱桥（一座为四管拱肋,另一座为六管拱肋）,运用ANSYS软件建立了两个全桥模型,分析了它们的静力和动力特性,并讨论了拱肋刚度、含钢率和力学性能三者之间的关系．通过比较发现,六管优于四管．在满足结构要求和强度要求的前提下,对拱肋的刚度选取主要从静力方面考虑,用钢量相当时,采用含钢率大的拱肋形式．     

钢管混凝土桁拱双重非线性有限元分析

提出钢管混凝土桁拱面内受力考虑材料与几何双重非线性的计算方法并编制了有限元程序 .有限元建模时采用空间梁单元 .材料非线性应用合成法钢管混凝土本构关系 .双重非线性采用混合法 ,应用该方法对一钢管混凝土桁拱的受力全过程进行分析 ,得出一些有益的结论 .     

兰溪大桥钢管砼刚架系杆拱设计

福建省安溪县兰溪大桥主跨跨径为80m的下承式钢管砼刚架系杆拱,这种结构既具有固定拱施工方便的优点,又由于系杆承担了绝大部分的水平推力,使下部结构工程数量较省．本文介绍了兰溪大桥主跨的方案设计要点和计算要点．结构受力分析和面外弹性屈曲采用SAP93程序进行空间分析,面内稳定验算采用钢管砼等效简支柱简化计算方法,系杆和吊杆则参照斜拉桥中斜拉索的规定进行验算．同时介绍了施工要点