水平弹性支承系杆拱桥的理论计算

为研究矢跨比、拱肋刚度和水平弹性支承刚度等设计参数对结构受力特性的影响,根据结构力学的力法导出了水平弹性支承的等截面抛物线拱在均布荷载作用下内力的计算表达式,便于结构设计初步阶段结构参数的确定.算例中本文公式计算结果与有限元计算结果一致,验证公式推导的正确性.分析结果表明:水平弹性支承的系杆拱桥可以根据支座水平刚度比不变、结构水平总刚度不变的原则进行简化.     

桁式钢管混凝土系杆拱桥拱轴线及吊杆索力优化

目前，针对桁式拱系杆拱桥拱轴线形和吊杆索力优化研究相对单一，为得到下承桁式钢管混凝土系杆拱桥的最佳成桥状态,对拱轴线形和吊杆索力进行一体优化。通过基于影响矩阵的最小结构体系应变能原理对吊杆索力进行优化,并利用Matlab中无约束优化算法进行求解；采用桁式拱肋主管偏心距最小法对拱轴线进行优化。经过迭代计算,得到一组满足偏心距阈值的无约束优化吊杆索力和拱轴线形。结果表明：优化后的吊杆索力较优化前更加均匀且均有不同程度的减小,短吊杆索力减小近30%,其抗疲劳性能得到大幅提高；成桥状态下主拱受力良好,上、下弦杆的跨中弯矩小且均匀,轴力值有所降低；优化后主梁端部截面弯矩值有所增大,轴力值基本不变,优化效果不明显；主拱上、下弦杆钢管和混凝土截面分配应力均小于材料承载力,均符合规范要求。     

钢管混凝土系杆拱桥拱脚一致多尺度建模及分析

针对传统精细化模型在分析钢管混凝土系杆拱桥拱脚时,存在局部边界模拟困难、分析精度难以保证等问题,基于结构一致多尺度建模理论,提出将全桥模型通过合理的连接方式统一到拱脚精细化模型上的思路,建立了适用于钢管混凝土系杆拱桥拱脚受力性能分析的一致多尺度建模方法,并对一座计算跨径96 m、矢跨比为1/5的下承式钢管混凝土系杆拱桥的拱脚受力性能和安全性进行了研究.研究结果表明:一致多尺度建模在极大地减小了计算量的同时,还可以准确模拟钢管混凝土系杆拱桥等复杂结构的局部边界条件,并预测拱脚构造的力学行为;钢管混凝土系杆拱桥拱脚结构总体受力合理,但在预应力钢筋锚固区及支座附近区域存在较为明显的应力集中现象.     

永修特大桥拱墩连接处受力特性分析

文章以昌九客运专线上永修特大桥为例,通过拱墩连接处局部空间有限元精细分析和1:3的缩尺模型试验,对下承式刚架系杆拱桥拱墩连接处的受力特性作研究。研究结果表明:预应力螺纹钢筋的预应力只对下锚板上方的混凝土产生效应,下锚板以下部分不受影响;系杆拉力大小只影响系杆以下部分墩柱的受力情况,对系杆以上部分刚架几乎无影响;拱肋轴压力很大,拱墩连接处不考虑螺纹钢筋预应力时拱座混凝土已经受压,因此,预应力可适当减小。     

无横撑系杆拱的面外稳定参数分析

当拱的侧向刚度较小,作用在拱上的荷载增加到一定程度后,在拱轴纵向将产生弯矩和扭矩,在它们的联合作用下,拱轴线会向侧向倾斜。当拱肋侧倾时,拱轴偏离其竖直平面,向空间弯扭形式的平衡状态转化,故通常在求其侧倾临界荷载时应用能量法,基本思想是先假定微小的空间弯扭位移函数,并以此位移位置作为侧倾的一个平衡状态来进行分析,用弹性系统平衡的能量法标志来求解临界荷载。本文采用有限元,对公式中的各项参数系杆拱侧倾稳定的影响进行详细的讨论,同时也和有限元的结果进行对比。     

客运专线刚架系杆拱桥受力状态研究

对刚架系杆拱桥作了全桥空间有限元分析、拱墩连接处局部空间有限元分析和1∶3缩尺模型试验.研究结果表明:刚架系杆拱桥的预应力混凝土主梁由于和系杆分离,其受力行为相当于弹性支承上的连续梁,较普通系杆拱桥有很大改善;钢箱拱肋受力行为与普通系杆拱桥类似;墩拱节点是刚架系杆拱桥的关键部位,永修特大桥墩拱节点由于采用了足够多的栓钉、PBL键和足够大的螺纹钢筋预压应力,结构牢固,承载力很大,传力顺畅;刚架系杆拱桥在客运专线上的应用是完全可行的.     

结构拓扑优化方法在拱式渡槽拱轴线设计中的应用

针对拱式渡槽拱轴线的受力特点,建立拱轴线拓扑优化模型,并将结构拓扑优化方法生成的拱式渡槽拱轴线与相同矢跨值的圆弧拱轴线和二次抛物线拱轴线进行了对比.结果表明,由结构拓扑优化方法生成的拱轴线,自重作用下的弯矩值以及相同均布荷载作用下的应力值都比相同矢跨值的圆弧拱轴线和二次抛物线拱轴线小.这说明连续体结构拓扑优化方法可应用于作用荷载相对均匀的拱式渡槽拱轴线设计.     

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.     

船舶纵向轴系游动端支座间隙的优化设计

本文提出了一项新的纵向轴系游动端支座间隙优化设计计算公式。由于该公式较客观地计及了船舶中垂及中拱弯曲变对纵向轴系游动端支座间隙的影响,因此按该公式计算,可使航船纵向轴系游动端支座间隙设计变得更安全、更切合实际。     

高速铁路大跨度钢管混凝土系杆拱桥温度效应分析

以徐州至盐城新建高速铁路项目为依托,研究了高速铁路大跨度钢管混凝土系杆拱桥温度效应问题.采用有限元模型分析软件Midas Civil建立全桥有限元模型,在整体升温、梯度升温、拱肋纵/横向温差等温度效应工况下,温度效应对桥梁内力及变形的影响进行分析.结果表明:温度效应对弯矩影响较大,拱肋与梁体连接处为内力薄弱点,是最容易发生破坏的部位;对温度效应下桥梁关键部位应力进行分析,整体温度变化对主梁及拱肋应力影响较大,应力最大值均出现在拱脚;温度效应作用下,主梁和拱肋变形只在整体温度变化工况下有明显变化,主要表现在纵向和竖向变形;对温度效应下吊杆内力进行分析,整体升温和梯度升温对吊杆内力影响较大,较大紧绷出现在5号和10号吊杆;通过参数及敏感性分析,研究温度效应对桥梁结构的影响规律,在设计和施工中减少温度效应对结构的影响;通过对大跨度钢管混凝土系杆拱桥在温度效应下的力学特性分析,分析结果为同类型桥梁的温度效应分析提供依据和参考.     

宽敞河谷混凝土拱坝方案优选分析

本文以某拱坝枢纽为例论述了宽敞河谷混凝土单曲拱坝与双曲拱坝各方案运用考虑扭转作用的多拱梁法进行数值分析的结果。表明坝址河谷宽高比L/H大于3接近4的宽敞河谷可不建重力拱坝,而建较薄的双曲拱坝。由于其坝体应力分布合理、安全储备高、节省投资和材料,因而具有实用意义。     

三铰拱的合理拱轴线方程

论述三铰拱的合理拱轴线及其方程，阐明建筑物采用抛物拱、圆拱、椭圆拱以及悬链拱的原理．     

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.     

多拱梁位移法

多拱梁法是把拱坝离散为一系列水平向的拱和竖直向的梁。一般是用分载法求解,即以拱或梁分担的荷载为未知数,以节点处的位移相等为条件。建立方程求解。本文放弃分载的概念。以节点(拱梁交点)位移为未知数,以节点平衡为条件,建立方程求解。该法概念清楚、算法有规律,很适于计算机自动计算。本文推导了拱单元、梁单元、基础单元的单元刚度矩阵。推导了各种荷载的等效节点力。最后提供了一个计算实例,以资与多拱梁分载法比较     

两河口水电站白孜大桥主拱设计

两河口水电站白孜大桥主桥为主跨145m上承式钢筋混凝土三室箱箱型无铰拱桥。本文较详细地介绍了该桥的主拱圈构造特点及整个设计过程等。     

独木河大桥贝雷拱架静力分析

采用贝雷架拼装拱支架、钢丝绳做扣索进行辅助受力的施工方法具有施工方便、造价低廉、环境适应能力强的优点，在深山狭谷及水位深、水流急、有通航要求的河流中均可应用，在取材极为方便、地质情况良好的西部地区具有广泛的应用前景。以独木河大桥为工程背景，介绍了贝雷拱架的静力分析方法。     

悬链线拱的合理设计

本文讨论了拱型结构的合理轴线问题,并介绍了一种悬链拱合理设计的实用计算方法。     

虚拟牙齿矫正过程中的牙弓绘制方法研究

回顾了主要的牙弓形态数学模型,对各种牙弓绘制方法进行了介绍和比较.其中的β函数法通过中切牙接触点、双侧尖牙牙尖点和双侧第二恒磨牙远中颊尖点五个点来确定理想牙弓弓形曲线,该方法较其它的方法拟合度更加好,为牙齿矫正提供了较理想的判别标准.最后采用Visual C++为编程语言,以OpenGL为图形开发工具,实现了牙弓曲线的...     

模糊综合评价法在拱桥健康诊断中的应用研究

应用基于层次分析法的多级模糊综合评判原理来评价拱桥的工作状态,快捷、准确地了解桥梁的整体安全状况,为其加固、改造提供依据．     

网架系杆钢管混凝土拱组合桥的研究

提出了一种新的桥梁结构形式———网架系杆钢管混凝土拱组合桥．并将这一构思首先应用于一座５０ｍ跨１０ｍ宽的双车道公路桥中．结合空间网架结构、钢管混凝土结构、系杆拱桥的受力特点,阐述了这种新型式桥的结构构成、受力机理、分析方法及美学特性