某新型预应力拉杆拱渡槽的MIDAS分析

结合南水北调工程中的某新型上承式预应力混凝土拉杆拱渡槽,运用三维有限元软件MIDAS/Gen对该渡槽的支撑结构——上承式预应力混凝土拉杆拱在各种工况下的内力分布规律进行分析,较全面地评价了其整体受力性能。     

某新型预应力拉杆拱渡槽的MIDAS分析

结合南水北调工程中的某新型上承式预应力混凝土拉杆拱渡槽,运用三维有限元软件MIDAS／Gen对该渡槽的支撑结构——上承式预应力混凝土拉杆拱在各种工况下的内力分布规律进行分析,较全面地评价了其整体受力性能。     

组合拱式空腹桁架的优化设计

提出采用两片折线拱相向地组成一组合拱式空腹桁架，中间连以铰接竖杆。并运用优化理论对 其进行受力分析。从而获得了重量轻、结构轻巧、受力性能较好的空腹桁架的最佳型式。     

迭层空腹桁架转换层结构的静力性能分析

迭层空腹桁架是一种新型的转换层结构型式。,本文分析了弦杆截面尺寸、腹杆布置对结构受力性能的影响,从而给出了其设计建议。     

多层空腹钢桁架竖向承载受力机理研究

以新保利大厦工程实例为背景,通过算例,对多层空腹钢桁架竖向承载的受力机理进行了研究。分析了弦杆、腹杆的内力分布规律和受力机理,讨论了腹杆间距与弦杆截面尺寸的相关性,结果显示,腹杆间距与弦杆截面密切相关,腹杆对改善弦杆受力性能有重要作用。提出了弦杆、腹杆截面的简便估算方法,可为多层空腹钢桁架的推广应用提供参考。     

大跨度下承式预应力桁架拱渡槽施工技术

下承式预应力桁架拱渡槽技术含量高、结构复杂、施工难度大,国内无成型施工技术支持。本文介绍了山东省胶东地区引黄调水后徐家渡槽工程的施工,40m大跨度下承式预应力桁架拱渡槽混凝土施工技术的应用,具有一定的实际意义。     

预应力混凝土组合桁架拱桥主要参数分析

组合桁拱是桁架拱和桁架梁的继承和发展 ,它结合了桁架拱和桁架梁的优点 ,组合成一种新型的组合桁拱体系 ,使上弦杆和下弦杆的内力分配更加均匀 ,改变了桁架梁的上弦杆轴向拉力大和桁架拱的拱脚和拱顶弯矩大的不利情况 .它既有桁架梁的受力特点 ,又发挥了桁架拱的优势 ,并利用预应力技术 ,使组合桁拱的杆件断面设计得既轻巧又美观 ,跨越能力更大 ,在大跨径桥梁结构中占有一席之地 .目前最大跨径为 330ｍ .这里以浙江省千岛湖石门大桥为工程背景 ,对影响组合桁拱结构受力性能的设计参数进行了分析 ,结合组合桁拱桥施工方法 ,提出了合理的组合…     

桁架拱渡槽理论分析和试验研究

本文利用结构矩阵分析法,对桁架拱渡槽的结构特性进行了全面的理论分析.包括选择合理结构型式和拱曲线型式、采用最优矢跨比、确定节间距、拟定杆件基本尺寸以及考虑温度变化、支座位移和风荷载的影响等.该项成果进行了结构模型试验验证,可用于桁架拱渡槽设计.     

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.     

大跨度拱式转换结构的力学性能的试验研究

提出了大跨度拱式转换结构的概念.该新型结构由钢管混凝土拱、钢吊杆和钢梁组成,具有受力性能好、充分利用材料性能、满足建筑使用功能等优点.通过2个模型试件的试验,研究了该转换结构的力学性能.试验结果表明,采用该结构可实现多高层建筑的结构转换并获得建筑上的大空间和大跨度,具有优越的承载能力和刚度.其组成构件的受力特点是：拱为一全截面受压的压弯构件,楼面横梁为既平衡拱水平推力又承担楼面荷载的拉弯构件,竖向吊杆为承受自下而上增大的轴向拉力的拉弯构件.     

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.     

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。     

双曲拱桥加固提载技术探讨

文章以安庆某双曲拱桥的加固设计为例,通过将空腹式双曲拱桥的拱式腹拱及拱顶实腹段等拱上建筑拆除后,重建梁式拱上建筑,从而达到减轻恒载、调整主拱圈受力状态;拱背浇筑一层10 cm厚混凝土,拱脚部位适当加厚,增大拱圈截面,拱肋下缘局部采用粘贴碳纤维布,抵抗拉应力降低拱顶正弯矩,提高拱圈承载能力.     

非落地钢管桁架拱结构稳定性能

由于使用空间的需要,钢管桁架拱多为非落地拱,支承于桁架柱或其他结构上.桁架柱或其他结构的刚度的变化,会直接影响钢管桁架拱的稳定性能.本文在考虑刚度等效原则的基础上,根据线弹性稳定理论,推导出非落地钢管桁架拱结构面内、外临界荷载表达式.根据面外失稳临界荷载值不小于面内失稳临界荷载值的原则,沿圆弧拱侧向等距离布置侧向支撑,以防止其发生面外失稳,进而确定出侧向支撑的布置数目.分析得出圆弧拱的半径对侧向支撑的数目没有影响;随着桁架拱的开角(矢跨比)、桁架拱截面高度的增大,侧向支撑的数目增多;随着桁架拱截面宽度的增大,侧向支撑的数目减少.最后得出侧向支撑数目与无量纲参数f/L、h/b的关系表达式.     

预应力与外包水泥基灌注料加固大跨度RC空间桁架性能试验研究

以某岛外引水渡槽桁架为工程背景,提出了采用预应力与外包水泥基灌注料对钢筋混凝土桁架下弦杆进行加固的方法,并采用分级加载的试验方法,在加固后的桁架上进行了原位静载试验,测试了桁架主要控制截面在各级荷载作用下的挠度、应变(应力)等数值变化,将测试结果与有限元软件计算结果进行比较分析,研究了桁架加固后的力学性能.试验结果表明,预应力与外包水泥基灌注料加固桁架能够较大程度地提高桁架结构承载力,且新增结构层与原结构共同工作及变形协调较好,加固效果较为理想.     

上承式V拱桥体系转换及成桥力学性能分析

针对拱桥随着跨径增大而刚度下降,且在移动荷载作用下变形明显的问题,提出上承式V拱桥,在传统上承式拱桥的主梁和拱肋之间加入V形杆件,形成以主拱为下弦杆,V形杆件为腹杆,主梁为上弦杆的桁式结构,以提高结构的整体刚度和减小结构在移动荷载下的变形.以300 m跨径上承式拱桥为例,采用有限元软件研究结构进行体系转换的合理时机及成桥力学性能.结果表明:按顺序施工完拱肋、立柱及主梁后,加入V形杆件完成体系转换再进行二期恒载的施工方案较为合理,且该施工方案的施工阶段的应力及稳定性满足要求;300 m跨径上承式拱桥的强度、刚度、稳定性及动力特性均满足要求,且较传统拱桥具有更好的力学性能.     

高桩码头拱式纵梁结构

针对拱式结构受力,结合码头工程及其荷载特点,提出了高桩码头双跨连续拱式纵梁结构型式,相对于单一的拱脚固结或拱脚配置拉杆的拱式纵梁型式,该结构能充分利用混凝土的抗压性能,不但扩展了码头结构的跨越能力,而且减小了拱脚对桩基的水平推力。文中结合上海港洋山港区某工程实例,开展了多种改进的拱式结构与普通纵梁结构内力对比研究。结果表明,采用改进的拱式纵梁结构,排架间距可增加到30 m,总桩基数量比实际工程大大减少,明显降低了工程量,加快了施工进度。     

大跨度桁架转换结构的受力性能分析

通过分析在竖向荷载作用下,通过改变上下弦杆截面尺寸来分析对大跨度桁架转换结构的静力性能的影响,分析其内力的变化规律,提出设计建议,供实际工程设计参考。     

下承式哑铃型钢管混凝土系杆拱桥静力性能研究

目的 研究下承式哑铃型钢管混凝土系杆拱桥在施工过程中的应力与变形,为实际工程应用提供理论依据。方法 采用有限元软件Midas/Civil建立钢管混凝土系杆拱桥有限元模型,分析拱桥施工过程中应力、变形的变化规律及结构参数变化对拱肋受力的影响。结果 钢管与混凝土峰值压应力均位于拱脚截面,考虑收缩徐变影响时拱脚上弦管压应力较二期荷载作用下提高61%;与先浇筑上管混凝土相比,先浇筑哑铃型下管混凝土时,组合截面中性轴下移且应力变化幅度较小;拱肋含钢率介于4%～9%时,增大钢管壁厚与直径可使拱脚截面、1/4截面、跨中截面峰值压应力、峰值挠度降低;拱肋内倾角为0°～13°时,拱肋截面峰值挠度随内倾角的增大呈现先减后增趋势,其中内倾角为7°时挠度最小。结论 考虑运营期拱肋混凝土收缩徐变时,哑铃型拱肋处于全截面受压状态;对于采用哑铃型截面的下承式钢管混凝土系杆拱桥,先浇筑拱肋下管混凝土可使系杆拱桥体系受力更加合理;内倾角变化对拱肋峰值挠度有一定影响。     

高层大跨度连体结构选型及受力性态研究

对高层大跨度连体结构的连体部分进行了结构选型分析,比较了空腹式、上承式、下承式和斜拉式等四种桁架布置形式的连体竖向刚度和结构竖向规则性,研究了上述四种连体结构布置形式下的构件内力分布和楼板应力,分析结果表明斜拉式桁架具备较好的竖向刚度,结构竖向规则性较优,且构件内力和楼板应力分布较为均匀.对高层连体结构的竖向地震作用进行了研究,结果表明大跨度连接体的竖向地震响应较大,在高烈度场地必须重视其对连体受力影响.