中承式钢管混凝土拱桥自振特性分析

在结构动力特性计算的理论基础上,建立某三孔不等跨径中承式钢管混凝土拱桥的空间有限元模型,分析计算其自振特性并参考其它文献的计算结果总结出大跨度钢管混凝土拱桥自振特性的一般性规律。分析了主要结构参数拱肋刚度及矢跨比的改变对钢管混凝土拱桥自振频率的影响,比较计算结果表明拱肋刚度及矢跨比的改变均对钢管混凝土拱桥自振频率产生影响。     

钢管混凝土拱桥可靠度分析

为了研究由于施工产生的误差对结构可靠度的影响,针对铜管混凝土拱桥的特点,采用应力叠加法(也即极限状态设计法)模拟了钢管混凝土拱桥成桥过程,运用响应面法结合FORM计算了结构体系可靠度.分别计算了拱桥拱轴线设计高度及拱轴线下降0.3 m两种荷载工况下的结构体系可靠度.计算结果表明按1/2跨截面影响线布载时桥粱的可靠指标最...     

钢管拱肋安装及空间定位控制

随着近年来钢管拱桥在我国桥梁建设上的不断应用,钢管拱肋的安装技术以及空间定位控制技术也进一步得到完善.然而,在钢管拱肋的安装阶段时常会出现钢管拱在一定程度上没能按照加工预拼线形控制的现象,或者出现钢管拱的长度变短现象,最后导致钢拱肋在合拢阶段需要对接头进行特别的技术处理,也因此使得拱肋轴线也在一定程度上出现了较大的误差.所以说,钢管拱肋安装及空间定位技术是钢管拱桥建设的过程中需要解决的首要问题.因此,本文将进一步从理论上对钢管拱肋安装技术以及空间定位的控制问题进行必要阐述.     

钢管混凝土哑铃形截面拱桥应用与分析

为对钢管混凝土哑铃形截面拱桥的工程应用与研究提供参考,文中根据收集到的大量已建钢管混凝土哑铃形截面拱桥基础资料,介绍了哑铃形截面拱桥的发展概况、桥跨结构类型、拱肋截面受力特点和各类哑铃形拱桥常用施工方法,并对其结构与构造的主要参数,如拱轴线形、矢跨比、宽跨比、拱肋跨高比、拱肋截面高宽比、拱肋材料特性、横撑和吊杆布置等进行统计分析,提出了钢管混凝土哑铃形截面拱桥主要设计参数的取值范围。分析表明:大多数哑铃形拱桥的矢跨比f/L在0.2~0.25范围;矢跨比为0.2的桥梁最多,约占桥例总数50%;拱肋跨高比L/h主要分布在30~50范围,跨高比一般随跨径增大而增大;拱肋截面高宽比h/d与跨径关系很小,不同跨径区间哑铃形拱桥的高宽比都集中2.5左右,其中高宽比在2~3范围的桥梁占总数90%以上。     

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.     

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。     

祁家黄河大桥拱肋线形控制技术

钢管拱桥拱肋线形控制是钢管拱桥质量保证的重点之一,关系到全桥受力变化和使用寿命,因此,必须建立一套完整的保证体系,严格控制线形达到设计要求。本文通过祁家黄河大桥工程实例。介绍了钢管拱在加工、缆索吊机悬臂吊装施工以及钢管混凝土灌注等拱桥施工各阶段拱段的线形控制与测量等技术要点。通过这些在施工过程中反复论证的得力技术控制措施,使祁家黄河大桥工程在艰苦、特殊的环境下,很好的完成了祁家黄河大桥主拱圈的合拢,确保了拱轴线满足设计要求。     

焊接缺陷对超大跨拱桥钢管拱肋力学性能的影响

超大跨拱桥钢管拱肋本身对温度比较敏感,且误差累积效应明显,因此拱肋在焊接施工过程中的焊接缺陷对结构性能产生的不利影响将十分突出,甚至威胁结构安全性。为研究焊接缺陷对超大跨拱桥钢管拱肋整体力学性能影响,采用ANSYS有限元软件分析了拱肋钢管焊接残余变形大小与分布,并引入结构整体分析当中,得到了焊接残余变形对整体结构的影响规律,并从拱肋焊接制造方面提出了减小焊接变形的具体措施。结果表明：钢管-钢管对接焊接沿轴向焊接残余变形最大,为1.26mm;焊接缺陷使拱肋最大节点变形与最大杆件内力分别增大34.6%和22.9%;提出的施工措施对类似500m级拱桥工程减小焊接变形具有一定的指导性作用。     

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.     

祁家黄河大桥钢管拱线形测量控制

通过对祁家黄河大桥在钢管拱加工场地控制点布设、加工制作、托运、吊装拼接、混凝土浇注、立柱盖梁、梁板吊装、附属工程等施工工序进行实时、准确的测设,并认真汇总、整理测量成果来指导和改进施工工艺,确保钢管拱实际拱轴线与设计拱轴线相吻合,结构受力与理论相同,对同类桥梁的施工测量控制进行探讨。     

平面钢管桁架拱平面内稳定承载力的参数分析

对平面钢管桁架拱采用有限元软件ANSYS进行分析,对影响平面钢管桁架拱平面内稳定性的高跨比、矢跨比、腹杆与弦杆外径的比值等几何参数进行研究,考虑了全跨、半跨竖向均布荷载的荷载效应。分别进行了特征屈曲分析、非线性分析,得到各项几何参数对平面钢管桁架拱的面内稳定承载力的影响程度,找出对平面钢管桁架拱平面内稳定性起控制作用的参数,并通过考虑用钢量得到最经济的参数取值范围。     

轴压作用下钢管混凝土抛物线拱弹性稳定性能分析及设计方法

钢管混凝土拱具有自重小、承载力高、施工简便等优点,在桥梁工程、隧道支护及渡槽结构中得到广泛应用.随着钢管混凝土拱跨度的不断增加,其平面内稳定问题日益突出.现行规范或规程基于经典弹性稳定理论,采用等效梁柱法计算了其平面内的稳定承载力,但未考虑矢跨比对稳定承载力的影响.采用ABAQUS软件建立钢管混凝土抛物线拱有限元模型,并与试验结果对比以验证有限元模型的可靠性;在此基础上,分析轴压作用下钢管混凝土抛物线拱平面内弹性稳定性能,确定矢跨比对钢管混凝土抛物线拱弹性稳定承载力的影响;考虑矢跨比对弹性稳定承载力的影响并引入修正长细比,以分段式表达的修正弹性稳定承载力计算公式,可较为准确地计算钢管混凝土抛物线拱的平面内弹性稳定承载力.     

周家湾延河特大桥钢管混凝土系杆拱施工技术

钢管混凝土拱由于采用了钢材、混凝土组合材料,更好地发挥了材料的的优越性,使得钢管拱具有跨越能力大、承载力高、塑性和韧性好、经济效益显著和施工快捷等优点,加上拱轴线型的视觉美感,已广泛应用于我国桥梁建设,并取得了宝贵经验。本文结合包西铁路周家湾延河特大桥钢管混凝土系杆拱的施工,主要对钢管拱加工与现场预拼施工工艺和技术作简要介绍。     

钢管混凝土抛物线空腹拱平面内稳定性能

钢管混凝土抛物线空腹拱是在钢管混凝土桁架拱上取消斜腹杆的拱结构。本文采取理论推导和数值模拟相结合的方式,对钢管混凝土抛物线空腹拱的平面内稳定性能进行深入研究。首先,使用有限元软件建立钢管混凝土圆管拱模型,与实验进行对比,证明建模方法的正确性。其次,推导出钢管混凝土抛物线空腹拱的换算长细比,并基于ABAQUS的分析结果,采用考虑矢跨比的轴压稳定系数公式,发现该公式能预测有限元计算结果。再次,对跨中加载和半跨加载分别进行一阶线弹性分析,研究钢管混凝土抛物线空腹拱中压力和弯矩的变化规律,并分析不均匀轴力和不均匀弯矩对压弯设计公式的影响。最后,推导出空腹拱的全截面塑性弯矩公式,根据二分法原理利用python语言求出全截面塑性弯矩的数值,并根据有限元的计算结果,提出压弯共同作用下钢管混凝土抛物线空腹拱的设计公式,使其能用于指导工程实践。     

大跨度钢管拱桥线型控制技术

大跨度钢管拱混凝土桥梁的受力状况主要由拱轴线的情况决定,因此施工中拱轴线在施工中的变形控制是保证成桥拱轴线和设计要求相吻合的基础和前提。本文结合工程的实际情况,分别从预拱度设置、合拢段、填芯混凝土压注期、支架拆除期、桥面梁板吊装期以及施工全过程的线型监控等方面描述了线型控制的原理、对象、方法,并经工程实践证明,该项技术控制线型非常成功,效果良好,在以后同类桥梁施工中有推广价值。     

平面钢管桁架拱平面外稳定承载力的参数分析

介绍了桁架拱的分类和失稳特点,对平面桁架拱的有限元模型进行了讨论.采用有限元软件ANSYS分析,对影响平面钢管桁架拱的稳定性的各项几何参数进行研究,几何参数包括结构的高跨比、矢跨比、腹杆与弦杆的比值以及侧向支撑.分别进行了特征屈曲分析和考虑初始缺陷的双重非线性分析,得到各几何参数对平面钢管桁架拱的面外稳定承载力的影响程度.找出对平面钢管桁架拱平面外稳定性起控制作用的参数,从而为一般荷载作用下的平面钢管桁架拱的稳定承载力的设计提供参考.     

浅谈简支系杆拱桥系杆张拉力的控制

柳州市龙屯立交主桥为上跨铁路站场线的钢管混凝土简支系杆拱桥,其总跨度为92.5m,拱肋共2片,其截面为哑铃形,由上下钢管与连接两钢管的钢腹板构成,截面总高度3.0m,钢管直径900mm,厚20mm,两拱肋间对称设两道K形横撑,在跨中拱顶设米字横撑,增加横向稳定.桥面结构由预应力混凝土中横梁、混凝土桥面板组成.每边拱肋设17根吊杆,吊起中横梁.     

龙烟铁路跨威乌高速系杆拱施工关键技术

以龙烟铁路跨威乌高速联络线1-80m钢管混凝土简支系杆拱施工为例,分别论述了跨高速公路系梁门洞支架的安装搭设,钢管拱肋支架的布置,钢管拱肋混凝土泵送压注的技术性能指标和设备要求,吊杆的安装及张拉。并应用有限元分析程序MIDAS/CIVIL进行监控计算分析,通过实测结果可以看出主梁、拱肋线形和吊杆力控制较好,满足设计对吊杆力的要求。     

对倾式系杆拱桥的受力分析

拱桥在施工过程中,拱圈容易失去稳定性;拱圈的屈曲系数和矢跨比、拱轴线形状等有关.采用对倾式系杆拱时,拱圈架设时稳定性会有所提高,但对倾角和矢跨比如何取值才比较合理,文章结合一计算实例对该问题进行了讨论.     

铁路大跨度钢管拱混凝土系杆拱桥拱肋混凝土倒注技术

铁路大跨度钢管拱桥,由于其跨度大,外观美观,在铁路建设中较为常用。但系杆拱拱肋混凝土的倒注施工由于施工难度大,对倒注设备性能要求良好、混凝土坍落度要求合理、倒注时间．必须连续,由于高空作业,安全防护要求高,成为铁路大跨度钢管拱混凝土系杆拱桥施工的控制性工序。本文通过对太中银铁路跨石中高速公路特大桥（60＋96＋60）M三跨连续梁钢管拱内混凝土倒注技术的总结,介绍了大跨度中承式钢管混凝土浇筑的的方法及要求。对类似工程的施工有一定的指导作用。