双曲拱桥主拱圈有限元模拟及其力学性能分析

针对目前较多旧双曲拱桥亟待加固的情况,结合郭坑大桥主拱圈变形较大,出现一些裂缝,采用大型结构分析通用程序,建立双曲拱桥的空间有限元模型进行静力和动力分析,以便准确地对旧双曲拱桥主拱圈进行评估,确定其是否有安全隐患,为将来的旧桥加固与修复提供依据。     

复合主拱圈加固石拱桥弹塑性本构关系研究

根据复合主拱圈加固石拱桥时截面以承受轴力为主,弯矩较小的受力特点,基于原拱圈和加固层共同工作、协调变形原理,针对加固后的石拱桥,推导出适合有限元分析的混凝土与砌体理想弹塑性复合材料的本构关系.对某复合主拱圈加固的石拱桥应用推导的本构关系,采用有限元软件ANSYS建立了数值分析模型,并对该本构关系进行校核检验.结果表明:采用混凝土与砌体理想弹塑性复合材料非线性计算结果和混凝土与砌体分开的两种材料非线性计算结果非常接近,复合材料非线性的计算值比两种材料非线性的计算值小,轴力小3％ ～5％,弯矩小7％～8％.给出的混凝土和砌体的理想弹塑性本构关系在复合主拱圈加固石拱桥时有足够的可靠性,可供同类桥梁结构分析应用.     

双曲拱桥承载能力评估

探讨某双曲拱桥承载能力评估问题。根据双曲拱桥的主拱圈是拱桥主要受力结构的受力特点,采用ANSYS有限元分析程序,对某双曲拱桥进行受力分析和承载能力评估,具体过程为:根据该拱桥的受力特点,将拱肋与拱波形成的组合截面作为主拱圈的截面,将拱上建筑与桥面系作为集中或分布荷载作用在主拱圈上,按桥梁设计规范对拱桥施加活荷载,对桥梁进行力学性能计算,根据计算结果进行桥梁承载能力评估,计算结果表明:该桥在原设计荷载作用下,其轴力、剪力均能满足要求,拱脚及拱顶处的偏心距不满足。所以,应对该拱桥进行加固改造,以满足交通运输发展的需求。     

下套拱加固石拱桥复合拱圈极限承载力研究

下套拱加固石拱桥形成的复合拱圈由石块、砂浆、混凝土和钢筋四种材料组成,而且属于二次受力结构,受力复杂.采用分离模型和整体连续体模型相结合的方法,提出复合拱圈的极限承载力有限元计算方法.有限元计算结果与试验结果吻合良好,表明有限元计算方法能够反映复合拱圈的受力性能.应用该方法,对某实桥进行了分析,结果表明,复合拱圈在半跨均布活载和L/4集中活载联合作用下的破坏模式为四铰破坏,第二个铰出现时荷载已达极限荷载的77.9%.复合拱圈的极限承载力随着集中活载占总活载的比例的增大而减小,随加固层厚度和配筋率的增大而增大.加固层混凝土的强度对复合拱圈的极限承载力影响较小,因此,加固层不必采用高强混凝土.     

中承式钢筋混凝土拱桥自振特性分析

在分析中承式钢筋混凝土拱桥自振特性的基础上,考虑了各种结构参数(矢跨比、横撑的布置、桥面刚度和拱肋刚度、支撑条件等)对中承式钢筋混凝土拱桥的自振特性的影响,建立了拱桥的有限元空间计算模型,并将其应用于该类某市政桥的自振特性的计算,为该类桥的设计和检测提供参考.     

大跨径钢筋混凝土拱桥极限承载力分析

以马蹄河特大桥(上承式钢筋混凝土拱桥)为工程背景,分析了钢筋混凝土拱桥的第一类弹性稳定问题,研究不同加载方式、矢跨比、拱圈面内抗弯刚度对第一类稳定的影响。对该桥在恒载作用下的第一类弹性稳定问题、第二类弹性稳定问题(几何非线性问题)和第二类弹塑性稳定问题(极限承载力问题)进行了对比分析,并对达到极限荷载时的破坏形式和破坏过程进行了分析。     

蝴蝶拱桥扁平钢箱弯梁的约束扭转分析

以我国首座已建成通车的蝴蝶拱桥为背景,基于乌曼斯基约束扭转的弹性薄壁梁理论及薄壁箱梁的剪力流理论,采用考虑翘曲位移自由度的空间杆系有限元分析模型,结合静载试验实测数据,对该桥单箱多室截面的扁平钢箱弯梁进行了考虑约束扭转效应的空间受力分析.计算结果表明,在蝴蝶拱桥结构中,扁平钢箱弯梁的约束扭转效应比较显著,在设计中应加以考虑.     

大跨径钢筋混凝土箱型肋拱桥预制安装技术分析

文章依托攀枝花市新雅江大桥工程,探讨分析了大跨径钢筋混凝土箱形拱桥采用无支架施工用于该桥施工过程中的关键控制措施及重点难点技术问题以及解决方法,为同类桥梁施工方案的选择、吊装系统的设计、拱箱吊装合龙精度的控制及单肋合龙稳定性的控制等提供借鉴.     

斜拉桥拱塔大缩尺比模型试验研究

大跨度缆索承重桥梁桥塔模型试验研究多采用大比例节段模型为研究对象,但该节段模型无法完整反映索塔的整体受力机理。文章采用1∶10大比例全模型,对马鞍山长江大桥右叉斜拉桥的拱形索塔进行试验研究,解决了模型试验设计中的恒载补偿设计、拱塔环向预应力加载和斜拉索张拉模拟等关键技术问题;采用等应变原理设计拱塔模型,并模拟了斜拉索拱塔的受力特性。研究结果表明,除个别点位外,试验结果与有限元数值模拟结果的误差不超过15%。该研究对马鞍山长江大桥右叉斜拉桥以及类似工程的设计和施工均具有借鉴作用。     

下承式钢管混凝土拱桥力学性能分析

根据郑州黄河公路二桥主桥———下承式钢管混凝土拱桥的结构特点,利用大型通用有限元程序ANSYS对该桥的静力特性、动力特性及稳定性进行了详细分析和探讨,计算结果可为该桥的设计、施工提供参考,也可为该桥梁在运营过程中的健康检测和维护提供基础性数据,以及对于改进同类拱桥的结构布置和设计都具有重要的意义.