空腹拱架的静力性能分析

在节点竖向集中荷载作用和边界上、下弦节点约束条件下,采用空间梁单元分析了13个空腹拱架的算例.重点讨论了矢跨比和厚跨比对结构静力性能的影响.分析表明,空腹拱架的矢跨比在1/4-1/6时,其强度指标和刚度控制均较为理想;拱架厚度对结构静力性能的影响较小.对空腹拱架的简化分析进行了对比计算,表明可将拱架按轴向刚度等效为单层拱架进行分析,可用于结构初步设计时对强度和刚度的控制.结论可为类似工程的应用提供参考.     

方钢约束混凝土拱架补强机制研究及应用

方钢约束混凝土(SQCC)拱架作为复杂条件地下工程中的一种新型支护方式,具备很高的支护强度和后期承载能力,而拱架留设的灌浆孔因局部削弱和应力集中效应而成为拱架的关键破坏部位,对拱架整体承载能力具有很大的影响,需对灌浆孔进行补强处理以提高拱架开孔后的整体强度.针对SQCC开孔短柱进行室内试验及数值试验,对比分析短柱变形破坏形态、荷载位移曲线及极限承载力等力学性能,研究方钢约束混凝土拱架补强机制;建立约束混凝土强度及经济指标,综合对比短柱补强效果.以SQCC150×8短柱为例,留设灌浆孔后短柱极限承载力相比SQCC短柱降低29.9%;侧弯钢板补强(ASS)后短柱的强度指标达148.7%,经济指标为90.8%,补强效果最好,且补强钢板长度在180~240 mm范围内,厚度为8 mm时,侧弯钢板对灌浆孔补强效果最明显,经济指标增长率最大.侧弯钢板补强试验结果在全比尺拱架室内试验中得到充分验证,在现场巷道支护应用中效果良好,研究成果为约束混凝土支护设计提供了依据.     

门式拱架轻型房屋钢结构承载性能的试验研究

为研究门式拱架轻型房屋钢结构在静力荷载作用下平面内的受力性能和变形特性,对一榀跨度10m门式拱架进行静力加载试验。同时利用有限元计算软件AN SY S对试验模型以及与试验模型相同跨度、跨高比和截面尺寸的门式刚架进行计算。通过试验与计算结果比较分析可以看出,在结构荷载、几何条件相同的情况下,门式拱架较门式刚架具有更好的整体刚度,有利于充分地利用材料强度,提高刚架的承载能力和减少变形。     

深部巷道U型约束混凝土拱架力学性能及支护体系现场试验研究

针对处于深部、断层构造破碎带等条件下的难支护巷道,提出U型约束混凝土(UCC)拱架新型支护技术。对拱架的承载特性及变形规律等进行数值及室内试验研究,并明确新型拱架失稳破坏的关键部位,综合分析UCC拱架支护体系的作用机制。研究结果表明:UCC短柱具有较好的延性和后期承载能力,极限承载力相对U型钢短柱提高127%~196%;UCC拱架承载能力是对应U型钢拱架的2.16倍;UCC拱架支护体系作为一种新型的三维立体支护体系,围岩控制效果显著,该支护体系下巷道围岩变形量最大为53 mm,仅为U型钢拱架的20.6%,且UCC拱架能够提供高强支护阻力,有效保证支护体系的安全性。     

地下工程压力拱拱体的确定与成拱分析

对压力拱拱体进行定义,通过应力分析确定拱体的边界,并用数值分析方法对拱进行分析．分析结果表明,岩性和围岩中水平应力对围岩中应力拱的位置和形状有很大影响,围岩强度越高,拱体越靠近硐室,形状陡峭;围岩强度较低者,拱体则远离硐室,形状平缓．足够的水平应力是压力拱成拱必不可少的条件．     

平面圆弧形钢管桁架拱结构稳定性能研究

运用ANSYS有限元软件对影响平面圆弧形钢管桁架拱稳定性的参数(矢跨比、腹杆间夹角、弦杆和腹杆截面、拱架厚度等)进行了分析.结果表明,桁架拱结构的最优矢跨比在0.2～0.3之间;腹杆间夹角应控制在一定范围内,并使结构的承载效率较高;弦杆截面面积和拱架厚度均与结构承载力呈线性关系,但拱架厚度过大时对结构的承载力提高很小;腹杆截面对结构承载力影响很小,只需按腹杆和弦杆的外径比控制,并使其长细比符合相关规范要求.     

芜湖滨江世茂花园文化中心钢结构安装关键技术

芜湖滨江世茂花园文化中心主体结构为空间异型钢结构,由顶部网壳与外围弧型拱架组成。外围拱架沿周圈呈放射状布置,主拱采用焊接弧型H型钢,柱脚采用销轴连接,悬臂梁顶端同网壳采用螺栓连接;网壳采用曲面结构形式。该文重点介绍了拱架及网壳安装关键技术,对吊车行走路线及地下室加固、拱架及网壳安装方案选择及过程质量控制进行了具体说明。     

变截面门式拱架轻钢结构承载性能的有限元分析

考虑不同跨度和矢跨比对门式拱架结构承载性能的影响,利用有限元软件Ansys建立了变截面门式拱架轻钢结构的模型,计算结果与普通变截面门式刚架进行比较,在此基础上总结了门式拱架轻型钢结构体系的承载性能特点,并通过模型试验对分析结果进行验证.     

我国混凝土拱桥应用现状与展望

收集到我国跨径不小于100 m的混凝土拱桥共计313座(截至2020年11月).对混凝土拱桥的应用概况、桥型、结构参数和施工方法等进行分析,并与2007年的统计资料进行对比.结果表明,2007年以来,我国混凝土拱桥的修建数量不断增多,跨径不断增大;西南地区应用较多;以公路桥应用为主,铁路桥的应用不断增加;上承式无铰拱所占比重增大,轻型拱已无修建;主拱混凝土强度持续增高;施工方法增多,但仍以悬臂拼装法为主,跨径大于250 m以上时,则以埋置拱架法(Melan法)为主.今后在混凝土拱桥新材料、新结构、新工艺上还应不断创新,使其更好地服务于我国社会经济发展.     

拱架施工方法在拱桥施工中的运用

拱圈和拱架的准确安装是拱桥符合设计要求的基本条件之一，不论是何种拱圈在预制安装时都需要搭设一个合适的拱架，这是拱桥施工的一项重要工序，是拱桥建设的质量保障。本文对拱架的形式、设计要点、施工工艺等做了分析介绍。     

地下等截面交叉洞室扩建衬砌拆除及支护方法

为确保存在应力集中交叉口区域、衬砌老旧失效且为素砼结构的地下深埋废弃洞室改造扩建数据中心之后继续稳定服役,依托贵阳市地下某等截面交叉洞室改扩建数据中心工程,通过有限元数值模拟、现场监测的方法研究不同衬砌拆除方案、不同支护体系施工的围岩位移、应力以及主钢拱架变形受力特征。结果表明：首先开挖三角交叉区域衬砌,再以三角区为界,左右对称拆除衬砌的素砼衬砌拆除方案对围岩影响最小;Y形主拱架的整体竖向位移以及内力均为最小,但拱架整体有向右侧偏移的趋势;结合上述结论,提出了一种“三角交叉区开挖,Y形主拱架先行,左右对称拆除,随拆随支接搭拱架”的衬砌拆除+支护一体化施工控制方法;数值模拟与现场监测变形趋势一致,斜长拱架拱脚钢拱架应变、围岩压力、混凝土应变最大,但皆满足工程支护要求。可见该方法满足数据中心的服役要求。     

关于拱坝柔度系数的讨论

针对以往认为龙巴迪破融曲线是只与坝高有关的直线，没有将它与拱坝的安全性指标直接联系起来这一情况，从混凝土坝体的强度和屈曲稳定出发，得出两类曲线：一类与坝体混凝土的强度有关，是一簇以坝体混凝土强度为参数的双曲线；另一类与坝体的屈曲稳定有关，是一条指数曲线。     

高拱坝失效故障树模型与失效概率

研究高拱坝洪水、地震、山体滑坡等外载荷,坝身混凝土、坝基岩石材料强度弱化等的随机性,以及评价准则的模糊性;分析了高拱坝分别基于强度理论和稳定理论确定性评价方法的不足,提出应该利用模糊数学方法解决具有随机性、模糊性的高拱坝安全评价问题;建立了基于结构可靠度理论的高拱坝失效概率故障树模型并给出了具体算例.     

缆拱桥的结构形式和性能

提出了一种桥梁结构体系——缆拱桥,其结构的主要特征是缆索两端锚固于拱脚或其附近,荷载由拱肋与缆索共同承担.拱既是承重构件,又起到锚碇作用;缆既是承重构件,又起到系杆作用.给出了缆拱桥的具体结构形式,并对其结构强度、刚度、稳定特性及动力特性进行有限元分析.结果表明:与相同跨度及截面的系杆拱桥相比,缆拱桥的稳定承载力及强度承载力大幅提高,刚度略有下降.此外,缆拱桥造型美观,更容易做到力与美的统一,且其较高的稳定承载力和强度承载力为拱结构跨度提升提供了新的有效途径.     

更换弦杆加固刚架拱桥技术研究与实践

以江西省宜春市老袁河大桥（刚架拱）加固提载工程为实例,依据大桥的病害及其成因,重点研究了拆除并更换部分弦杆加固的技术,以恢复刚架拱的强度与整体性。该桥还同时应用了在大、小节点、斜撑和主拱腿拱脚处外包钢筋混凝土、重建桥面铺装等加固与改造技术,可供出现类似病害的刚架拱桥维修加固参考和借鉴。     

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。     

白云岩砌体抗剪强度试验

介绍了一种高强石砌体 ,砌体由白云岩砌块和 C40小石子混凝土砌缝组成 ,通过对砌体试件在不同轴向力作用下的抗剪强度试验研究和非线性有限元模拟分析 ,得出该种砌体抗剪强度的经验公式和该种砌体抗剪强度与摩擦系数 ,研究成果已被世界第一大跨径石拱桥——丹河桥设计采用。     

风荷载作用下的钢结构拱的安全分析

宁波大红鹰职业学院内的人行景观桥上设有一装饰性钢拱,该钢拱在风荷载作用下的安全性是设计者所关心的内容.为了准确有效地校验该钢拱的安全性,本文将钢拱拱肋等效为杆系单元,通过有限元程序Ansys计算了其在风荷载和重力荷载下的应力、位移、失稳形态以及稳定系数,验算了其强度、刚度和稳定性.结果表明: 该钢拱完全满足强度、刚度以及稳定性要求.     

Research advance in failure risk and local strength failure for high arch dams

To develop national economy and use the water resources and hydropower resources sufficiently,a lot of high arch dams,with the height of more than 200 m,have been and will be built in China.Although arch dams have good mechanical behavior,there is still failure possibility due to the huge water pressure and high stress level in dam,complex topographic and geologic conditions,formidable environment and high intensity earthquake.As one of the three main aspects concerning the safety of high arch dam,the study on global destruction,has been elaborated in the literatures,and research advance in the other two aspects,namely the failure risk and local damage of high arch dams,will be reviewed in this paper.In recent years,the failure risk of high arch dams has been investigated,and the model for identifying dam failure risk factors has been established.It is shown that the foundation deterioration and strong earthquake are the major risk sources for high dam failure.With the fault tree method,the failure mode and failure probability of high arch dams are studied,and the principle for determining failure mode and the method of calculating failure probability are proposed.Meanwhile,the determination principle of acceptable risk standard for high arch dam was proposed,and the acceptable risk rate and the acceptable standard value of various risk losses were given.For the local damage of arch dam,it is pointed out that the local damage belongs to the strength failure at material level.The study on local failure mechanism of arch dam is reviewed,based on the theories that from traditional strength theory to damage mechanics and meso-mechanics theory.Aiming at the cracking,the main pattern of local failure of high concrete dam,the research advances in the analysis methods and cracking criteria for smeared crack model and discrete crack model are summarized,and the research findings of preventive measures for local failure are shown.     

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