某斜腿刚架拱桥静动载试验评估

针对斜腿刚架拱桥结构构造特点,对拱肋重要节点采用刚性连接方式建立了有限元模型,计算分析了设计活载及试验荷载作用下结构的静动载响应．同时,基于理论分析及现场静动载试验结果,分析和评估了该桥的承载能力及使用性能．有限元模型建立方法及静动载试验过程对该类桥梁性能评估具有工程借鉴意义．     

门式刚架平面内失稳类型的判别

平面内失稳的类型主要有对称失稳和侧移失稳两种.为了判断门式刚架结构的失稳类型,利用ANSYS有限元程序,对计算模型进行几何非线性分析,从拱效应比值Ω和水平荷载与竖向荷载比值Ω0入手,作出刚架的荷载位移关系曲线.分析曲线后得出:对于柱脚铰接门式刚架,当Ω0/Ω≤0.1,刚架随着荷载的增加发生对称失稳;对于柱脚刚接门式刚架,当Ω0/Ω≤0.6,则刚架随着荷载的增加发生对称失稳.     

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.     

空腹式刚架拱桥支架卸落的合理施工程序与方法

针对目前满堂支架施工的空腹式刚架拱桥支架卸落过程研究较少的现状,以某钢筋混凝土空腹式刚架拱桥为工程背景,利用Midas/Civil有限元计算软件对空腹式刚架拱桥支架卸落过程进行了仿真分析。综合考虑落架过程中结构的应力和变形,依据多方案试算分析比较得出:不同的落架过程对落架完成后各控制截面的应力和位移影响有限;结构上缘应力在刚域区和拱腿支架卸落过程中的变化较大,结构下缘应力和结构位移在拱腿支架卸落过程中的变化较大;采用对称落架和从一侧向另一侧落架的计算结果相差不大,但对称落架所需时间短。与对称逐区域落架相比,对称逐跨落架具有施工连续的优点,建议采用。     

基于改进的模态往复pushover法的拱桥抗震性能评估

针对目前拱桥抗震性能评估方法的不足以及抗震设计规范的局限性,引入改进的模态往复pushover分析,利用Ghobarah隐式双参数指标进行拱桥结构损伤评估.建立了3组刚架拱结构的有限元模型,拱肋均采用跨度为5.4 m的钢管拱肋,桥墩分别为钢筋、钢骨以及钢管混凝土桥墩.对3组刚架拱结构采用倒三角荷载分布形式的侧向力,进行了OBG、SFS、TAR等3条地震波的MMCP法分析和动力时程分析,得到墩顶位移、滞回耗能和损伤指标曲线.研究结果表明:1MMCP法可用于拱结构的抗震性能评估;2MMCP法能够准确地预测拱结构整体的损伤情况;3MMCP法可与桥梁规范的设计反应谱相联系,使评估结果具有一定的普适性、安全度.     

箱型截面空腹式刚架拱桥温度场的实测与研究

通过对箱形梁刚架拱的实际工程监测,量测了其温度场的分布及其产生的温度荷载和温度应力变化情况.论述了箱形梁刚架拱,及其施工过程体系转换的温度应力的影响.通过对实际工程的监测,提出温度荷载在实测基础上采用指数函数拟合的简单方法     

结构体系转换技术在拱桥加固中的应用

介绍了双曲拱改建成刚架拱这种结构体系转换加固拱桥的技术.对新结构体系的基本假定、计算方法和原理进行了研究,并对2种不同跨径的桥型的结构内力进行了对比.研究结果表明:刚架拱的受力性能优于双曲拱桥,且其拱上建筑轻于双曲拱,可为将双曲拱改建为刚架拱提供理论依据.     

基于荷载试验的空腹式双曲拱桥工作性能分析

以某空腹式双曲拱桥为背景,采用MIDAS有限元软件建立理论模型,再进行静动载试验,将实测值与理论计算值及相应规范进行比较分析,评价桥梁结构在荷载作用下的实际工作性能。结果表明,该桥能满足设计荷载等级要求,并为同类桥梁的工作性能分析提供参考。     

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。     

立体拱架结构性能的试验研究

立体拱架结构体系是在综合了索及拱结构等优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间结构形式.作为一种轻巧、高效的大跨度结构,立体拱架结构已经有广泛的应用.为了进一步研究该结构形式的受力性能,制作了比例为1∶20的缩尺模型,并进行试验研究.结果表明:在荷载作用下,拱脚受力最大,其余构件受力较小且处于弹性阶段;索对提高结构承载力及抵抗结构变形起到非常重要的作用.     

大跨度中承式拱桥静风稳定性分析

在大跨度中承式拱桥中,主拱为受压构件,静风荷载不仅会引起结构的动力特性改变,还将导致结构强度破坏和失稳。尤其当桥梁跨度较大、横撑又较少时,其静风稳定规律与斜拉桥、悬索桥等桥梁有较大的区别。文中以重庆菜园坝长江大桥为例,通过节段模型试验,获取了静风荷载在重庆菜园坝长江大桥上作用的全过程位移响应,分析了静风作用下结构的屈服失稳机制。分析表明,静风的初始攻角、材料的强度、静力三分力系数等因素对大跨度中承式拱桥的静风稳定性均有较大的影响。     

刚架拱桥拱索加固体系的受力特性

对某钢筋混凝土刚架拱桥提出了采用拱索体系的加固方法,用空间有限元对其受力特性进行了分析,并与试验测试值进行了比较.研究结果表明,对于用钢缆索斜拉法加固刚架拱桥的新结构,其空间受力效应明显;对处于软土地基上的桥的动力特征分析,必须考虑桥台与地基土壤之问的弹性抗力作用;原拱桥的面外刚度比面内刚度大,反映原拱桥具有足够的横向刚度.     

考虑风偏角影响的大跨径拱桥横向风荷载试验

依据某大跨径拱桥全桥气弹模型风洞试验,研究了不同风偏角下结构的横向风荷载响应。试验对模型的动力特性和静力刚度进行了测定,并采用紊流场模拟桥址处的风环境,进行了0°～90°风偏角下不同风速的试验。试验验证了该拱桥的气动安全性。数据分析结果表明:当风向为正横桥向时,桥梁结构的风作用处于最不利状态,结构关键位置随风偏角的增大而增大;斜风向下桥梁实际风荷载效应比采用三角函数分解方法叠加得到结构风荷载效应更为不利。     

网架系杆钢管混凝土拱桥静动力分析

分析了网架系杆钢管混凝土拱桥的静、动力性能,介绍了这种桥梁设计中拱肋、网架的计算方法,以及动态规划法在汽车移动荷载计算中的应用,并对这种新型桥梁结构的优点进行了分析和总结．     

拱肋局部特性改变对拱桥动力特性影响试验研究

针对一座服役40余年的钢筋混凝土旧拱桥进行了全面的现场检测(包括材料性能和拱桥静、动力特性).基于模型相似理论,以20∶1的几何比尺制作了单跨拱桥有机玻璃模型.为了不损坏结构的完整性,尝试利用对主拱圈局部增加质量块来模拟拱肋局部特性的变化.以大桥的动力特性作为大桥健康状况的指纹,对拱肋不同位置局部质量变化后的模型结构进行动力模型试验,得到了结构阻尼、固有频率和振型.研究表明,拱肋局部特性的变化对结构加速度放大倍数影响显著,而对模型自振频率和阻尼的影响并不明显.     

新光大桥的动力特性和地震行波效应研究

新光大桥位于广州新光快速路主干线,是世界上第一座三跨连续钢桁拱与钢筋混凝土V型刚构结合的钢-混凝土组合体系桥梁,主桥跨度为177 428 177 m,在目前同类型桥梁中,主桥长度位居世界第一.该桥结构新颖,造型独特.文章主要针对新光大桥的动力特性和地震行波效应进行了详细研究.在两水准、两阶段抗震设防思想下给出了主要控制构件在考虑行波效应情况下的内力,并与纵桥向地震一致激励作用下的内力进行了比较;同时给出了在不同剪切波速下,主拱顶截面的位移时程曲线.研究表明行波效应以及地面剪切波速度对大跨度连续刚架钢桁拱桥的地震响应有着较大的影响.     

大跨度钢桁拱施工阶段空间受力特性分析

根据大跨度钢桁拱的施工特点和施工工艺,对朝天门大桥进行施工阶段静动力分析,探讨了大跨度钢桁架拱桥施工阶段的空间静动力特性,验证了拱上吊机悬臂拼装法施工的可行性.