拱桥的理论极限跨径分析

大跨径拱桥是跨越江河峡谷富有竞争力的桥型之一,近年来,随着施工技术的进步和高性能材料的应用,拱桥正在不断突破自身跨径纪录,研究其理论极限跨径具有重要意义。本文综合考虑强度、面内稳定和面外稳定条件,分别基于抛物线拱轴线和悬链线拱轴线,采用理论推导获得了拱桥的极限跨径的解析公式,并由此考虑高性能混凝土、活性粉末混凝土和高强度钢等新材料的应用,针对混凝土拱桥和钢拱桥,分析其理论极限跨径随矢跨比和材料强度的变化关系。结果表明基于悬链线推导出来的理论极限跨径略小于基于抛物线推导的结果,但结果相差不大。在矢跨比1/5时,混凝土拱桥主拱采用R200活性粉末混凝土时的理论极限跨径可超过2000m,钢拱桥主拱采用Q690高强钢材时的理论极限跨径可超过2500m。     

安溪铭选大桥侧向稳定分析

结合福建省安溪铭选大桥的设计，利用钢管砼的本构关系，并考虑了变形的几何非线性对大跨径钢管砼肋拱桥的内力和侧向稳定性做了研究．运用编制的有限元程序对施工和运营工况进行分析且与当量压杆法进行了比较，并提出了几点看法，可供实际工程借鉴，也为《桥规》在侧向稳定计算方面的补充修改提供参考     

地面预制钻井井壁结构的概率极限状态设计法研究

本文根据钻井井壁结构可靠性分析结果,参照《建筑结构设计统一标准》和有关设计规范,确定了地面预制钻井井壁结构的概率极限状态设计实用表达式和分项系数,建立了该种井壁结构的概率极限状态设计法.并给出了该设计法的设计程序和应用结果.     

大跨径拱桥极限承载力

针对大跨径拱桥具有比弹性理论方法计算出的结果高得多的承载力问题,在分析拱桥极限承载力常用方法的基础上,根据拱桥结构具有形成"四铰"所必须的塑性条件,在达到四铰破坏以前,结构满足纵向和横向的压屈稳定条件,拱轴截面受压区极限应力图形可换算为矩形应力图形等基本假定,以四铰破坏为条件,推导出逐次逼近法计算大跨径拱桥的承载力计算公式,为大跨径拱桥的设计与施工提供了一定的理论依据。     

无粘结预应力粉煤灰混凝土桥梁极限承载力的有限元分析

根据有限元理论及基本假定,考虑了材料的非线性及结构的几何非线性,应用Fortran语言编制无粘结预应力高性能粉煤灰混凝土桥梁极限承载力的非线性有限元程序,并用程序对9根无粘结预应力混凝土试验梁进行了计算.计算结果和试验结果符合良好,说明该分析程序是可靠的,并且能准确可靠的预测无粘结预应力高性能粉煤灰混凝土桥梁从开始加载直到破坏的全过程结构响应;试验结果也表明不同粉煤灰掺量对高性能混凝土桥梁的极限承载力影响不大和高性能粉煤灰混凝土桥梁中混凝土、钢筋和预应力钢筋参数按《桥规》取值计算能够取得比较满意的结果.     

拱桥结构稳定浅析

论述拱桥稳定性的基本概念及分类,分析现有理论的缺点,介绍拱桥稳定研究的进展,包括拱桥的面内弹性屈曲、面外弹性屈曲、极限稳定承载力,分析有限元计算方法在拱结构稳定性分析中的应用,指出拱桥稳定承载力研究的趋势.     

基于新版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的桥梁抗倾覆设计分析

新版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362-2018(以下简称新《桥规》)中首次明确规定了桥梁抗倾覆设计的计算方法.本文对新《桥规》进行了解读,阐述了桥梁倾覆的破坏特征状态,并以3×30 m连续箱梁为计算实例,分析影响桥梁倾覆稳定的因素,比如支座布置形式、支座间距、曲线半径等,得到如下结论:同样条件下,直线桥的倾覆稳定系数大于曲线桥,且随着曲线半径的逐步减小,曲线桥抗倾覆稳定系数也逐渐减小;支座间距对桥梁倾覆计算的影响最大,且随着支座间距的增大,倾覆稳定系数显著增大.     

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.     

考虑Ⅱ阶效应的刚架拱影响线

将大跨度拱桥轴压力产生的非线性问题简化为初位移与初应力的Ⅱ阶效应 ,使《桥规》研究活载作用的影响线方法得以实施 ,并得到良好的计算精度 .根据施工和成桥两阶段的实际情况 ,利用对称性修改力学计算模型的约束条件 ,过设计控制截面划分有限单元 ,导出梁单元刚度矩阵的具体形式 .应用改进的平面框架分析程序 ,等距移动半单位荷载位置 ,一次得到各种内力和挠度的影响线竖距 .分析横向分布系数后 ,计算所得活载跨中挠度与成桥静载试验值相当吻合     

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.     

石拱桥极限承载能力分析

应用极限平衡理论以石拱圈极限偏心距为约束条件、实际车辆活载的外加载荷系数为目标函数 ,建立了石拱桥极限承载能力分析的线性规划数学模型 .分析了一座石拱桥通过特大荷载问题 ,结果表明 ,本方法是简洁、可行的 .该理论计算模型为分析现有石拱桥的承载潜力提供了一个新的思路     

考虑非线性影响的下承式钢拱桥地震响应

 为研究下承式钢拱桥的非线性地震响应和损伤机理,结合徐州京杭运河大桥工程,采用考虑非线性的计算方法,分析了下承式钢拱桥在强震作用下的地震响应和损伤情况。结果表明,下承式钢拱桥具有良好的抗震性能,在强震作用下损伤程度不明显;在考虑几何非线性与材料非线性条件下,拱顶面外弯矩显著增大;考虑非线性对结构横向振动与竖向振动位移响应的影响基本一致;下承式钢拱桥在拱脚、风撑端部及拱肋容易发生损伤;风撑作为连接构件是横向地震作用下的薄弱环节,在地震高烈度地区设计该类桥梁时,对上述薄弱环节应予以重视。     

增大截面法加固石拱桥的技术应用

石拱桥是极具中华民族气息与特色的桥型,该桥型结构实用、美观．然而随着时代的变迁及交通运输业的发展,大量的石拱桥出现了各种各样的病害,很多桥甚至已发展成危桥．为改善交通状况,消除安全隐患,结合当前经济状况,加固利用旧危石拱桥是合理的．石拱桥加固的方法很多,结合工程实例重点阐述增大截面加固法加固石拱桥的基本原理、方法和步骤．     

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.     

钢管混凝土单圆管肋拱桥设计计算探讨

对钢管混凝土单圆管断面的肋拱桥设计计算,通过实例计算和理论分析,探讨了应用公路桥梁规范和建筑行业钢管混凝土结构有关规程与规定的计算方法,可供此类桥梁设计计算和今后理论研究参考．     

一种基于FRP的便携式整体预制圬工拱桥结构

采用柔性纤维材料作为结构增强构件建立了一种基于FRP的新型预制圬工拱桥结构来增强结构可持续性。该结构体系不需要进行现场浇筑和使用钢筋作为配筋材料,施工中仅需要将扁平封装好的预制拱圈在现场吊装成圬工拱体即可。采用结构试验的方法对该圬工拱桥结构进行分析,分析结果表明该结构体系的承载能力和变形情况均满足现行规范的要求。     

碳纤维加固钢-混凝土组合梁承载力极限状态计算

碳纤维复合材料是进行桥梁维修和加固的理想材料,对采用碳纤维复合材料加固钢-混凝土组合梁桥的设计方法进行了分析。考虑桥梁结构带载加固分阶段受力的特点,与现行桥梁设计规范中承载能力极限状态计算方法相适应,首先基于平截面假设和碳纤维应变滞后的特点,确定承载能力极限状态下碳纤维片材的极限应变值,然后分别建立了碳纤维片材加固钢-混凝土组合梁在正弯矩区和负弯矩区抗弯承载力的计算图式和计算方法,可供桥梁加固工程设计参考。     

钢桁架拱桥的结构优化分析

为优化钢桁架拱桥的结构设计,利用ANSYS有限元软件的APDL二次开发功能,建立参数化钢桁架拱桥模型,开发影响线计算程序.利用影响线求解桥梁结构最不利活载位置.通过灵敏度分析将优化设计与可靠度分析联系起来,以桥梁结构关键构件和关心位置最大轴向应力和最大竖向位移为状态变量,以截面尺寸为设计变量,并以全桥自重为目标函数,将基于可靠度的结构优化与传统结构优化进行对比.结果表明,基于可靠度的钢桁架拱桥优化结构可以节省大量计算时间和空间,并有效减轻桥梁的自重,改善结构受力.     

钢管混凝土拱桥徐变系数模型对比分析

ACI 209R-92和CEB-FIP MC90是钢管混凝土拱桥徐变效应计算时常用的两种徐变系数模型.通过对比ACI 209R-92和CEB-FIP MC90两种徐变模型的差异与共同点,运用有限元软件计算钢管混凝土拱桥实桥在这两种徐变模型下的徐变效应.对11座钢管混凝土拱桥从空钢管合龙至成桥10年后的计算分析表明,两种模型计算结果的差异基本小于5%.CEB-FIP MC90模型为工程人员所熟悉,推荐国家规范《钢管混凝土拱桥技术规范》采用.