内倾角对中承式钢箱提篮拱桥抗震性能影响分析

目的为了研究拱肋内倾角对拱桥抗震性能的影响,比较不同内倾角拱桥的位移及内力响应.方法利用有限元分析软件ABAQUS建立拱肋内倾角分别为0°、4°以及7°的中承式钢箱提篮拱桥多尺度模型,沿横桥向和顺桥向输入强震,分析中承式钢拱桥的拱脚截面、拱顶截面、主梁跨中截面和1/4拱跨截面的位移和内力响应.结果在横桥向地震动作用下,结构的位移响应随内倾角的增大而减小.在内力响应方面,随着内倾角的增大,拱桥四个截面轴力均增大,在1/4跨截面至拱顶截面的弯矩和剪力减小.顺桥向地震作用下,随着拱肋向内倾斜,拱桥位移响应、轴力和剪力逐渐减小,弯矩响应变化不明显.结论增大拱肋内倾角可有效提高拱桥的抗震性能.     

斜拱肋倾角变化对斜靠式拱桥地震响应的影响

以某钢管混凝土斜靠式拱桥为例,建立了空间杆系有限元计算模型,研究了斜靠式拱桥斜拱肋倾角变化对拱桥基频、地震内力和位移响应的影响. 研究结果表明: 随着斜拱肋倾角的增大,斜靠式拱桥的侧向刚度显著提高、主拱肋和斜拱肋在横桥向地震作用下的轴力和面内弯矩均有不同程度的减小;而在纵桥向地震作用下,斜拱肋倾角变化对主拱肋的轴力和面内弯矩影响较小.     

下承式X型双肋拱内倾角度对横向稳定性影响研究

运用空间有限元法,分析了下承式X型双肋拱桥各结构参数与合理内倾角度的关系.通过回归方法,得出了下承式双肋拱桥拱肋合理内倾角度的近似表达式.结果表明:对于下承式双肋拱桥,拱肋内倾时能否提高拱的横向稳定性与拱系的宽跨比、横系梁在拱肋切向平面内的抗弯刚度、横系梁的数量等参数有关.当采用合理内倾角度时可有效提高拱的横向稳定性,并取得较好的经济效益.     

钢管混凝土哑铃形截面提篮型标准拱桥的构建与分析

在统计数据的基础上,构建钢管混凝土哑铃形截面提篮型标准拱桥,提出主要构造参数的合理取值范围,并进行极限稳定承载力分析. 分析结果表明,对于此标准拱桥的面外稳定性而言,存在一个较优拱肋倾角9°,其系梁刚度与拱肋刚度比值应接近1.0,宽跨比取值建议为0.095. 吊杆非保向力效应在拱肋倾角大于6°后逐渐增大,在系梁与拱肋刚度比大于1.0时趋于稳定,总体而言对结构的横向稳定性约有1.15倍的提升.     

中承式X型与平行式双肋拱空间有限元对比分析

以成都为地理环境背景,设计一中承式钢结构大跨度双肋式拱桥,三种结构形式的桥的材料、主梁截面和拱肋截面尺寸均相同,只令拱肋倾斜角度不同,内倾和外倾分别为±15°,先通过直观的概念分析,简单的对比三种在侧向荷载作用下的弯矩,再通过sap2000有限元软件,建立三种结构拱桥主桥的空间有限元实体模型,施加自重、风荷载,车辆活载和地震作用,进行数值仿真分析,在相同荷载的作用下,对比内倾,外倾和平行式三种双肋拱桥的拱肋弯矩、横向支撑和吊杆轴向力的大小,分析三种结构受力的合理性。     

丹东月亮岛大桥稳定性分析

丹东月亮岛大桥是宽跨比为1／22．44的下承式钢管混凝土系杆拱桥,采用单片桁架式X形拱肋,利用桥面板内张拉钢铰线作为拱的系杆,以实际工程为背景,通过空间有限元法对其稳定性进行了研究,结果表明：拱肋的最优内倾角度与横撑的刚度、型式和布置位置等因素有关,最终与拱的整体横向刚度有关;在满足行车净空的要求下K撑应该尽量靠近拱脚位置,其对拱桥的横向稳定性起到比较重要的作用。     

小矢跨比上承式钢提篮拱桥动力及稳定性分析

目的研究小矢跨比上承式钢提篮拱桥的动力特性、稳定性能影响因素及其变化趋势.方法以某上承式钢提篮拱桥为背景,采用有限元软件ABAQUS建立空间有限元模型,模型中对拱肋、主梁、边墩及立柱均采用梁单元建模,桥面板采用壳单元建模.通过改变模型的矢跨比和内倾角,分析其对拱桥自振周期、振型、屈曲稳定系数的影响.结果矢跨比对拱桥自振周期及稳定系数影响较大,随着矢跨比减小,拱桥面外一阶稳定系数先增大后减小;内倾角对此类拱桥的一阶、二阶自振周期和面外稳定系数影响较大,当内倾角α4°,一阶振动的周期随着内倾角α的增加而减小,当内倾角α4°,随着内倾角α的增加,二阶振动的周期逐渐减小,增大内倾角面外稳定性提高.结论得到的不同内倾角和矢跨比下拱桥动力特性和稳定性的变化规律,可为此类拱桥的设计和工程实践提供参考和借鉴.     

X型双肋拱横向振动的参数分析

以一座X型肋拱桥为基础,采用有限元分析方法,用ANSYS通用程序建立多个不同参数的空间三维实体模型,计算并分析了不同矢跨比、拱肋侧内倾角及自身刚度对结构横向振动的影响规律,并列表给出相应的自振频率,对相关工程设计提出了一些建议。     

提高拱梁固结拱桥刚度的有效方法

拱梁固结拱桥通过主梁作为刚性系杆来平衡拱的推力,但也带来结构刚度下降的不利影响,这使该类拱桥在高速铁路上的应用受到了一定的限制,为了解决这个问题,提出一种新的拱桥加以解决.其做法是,首先在每条拱肋和主梁之间增加10根刚性斜杆与拱肋及主梁节段形成11个三角形结构,尽可能通过三角形角点对拱肋均匀约束,提高拱肋的线刚度;其次,保证有三角形角点落在原结构拱肋位移包络图的最大位移处及主梁跨中位置处,使主梁或拱肋的薄弱点得到加强,线刚度亦得到提高.研究表明,新型拱桥在材料增加很少甚至相同的条件下,其整体刚度均能大幅度提高.还对疲劳和温度响应作了深入的研究,通过有限元分析表明,该结构对疲劳和温度也有很好的适应性.新型拱桥良好的刚度特性对高速铁路桥特别适用.     

大跨刚架系杆拱桥动力分析

刚架系杆拱桥是一种复杂的多体系组合结构,结构动力的特性对桥梁的正常使用有重要的影响,它也是该类桥设计的关键之一。本文首先采用通用有限元ANSYS软件,考虑桩土相互作用,建立结构动力有限元计算模型,计算结果表明:桥梁拱肋面外自振基频明显小于桥梁整体竖向自振基频,说明桥梁拱肋面外刚度与全桥竖向刚度相差较大;桥面系面外刚度相对较弱,桥梁前8阶振型中出现了扭转振动形式。考虑不同拱肋倾角计算分析了桥梁的动力特性,计算结果表明拱肋倾角的改变对结构的面外振型影响显著。当结构的面外刚度较小时,可采用改变拱肋倾角来调整。     

石拱桥、双曲拱桥检测与评估

我国在20世纪50～80年代修建的大量石拱桥、双曲拱桥仍在服役,此类旧桥的技术状况评定是目前亟待研究的问题.该文针对石拱桥、双曲拱桥结构的特点,结合工程实例,介绍了在役石拱桥、双曲拱桥承载能力检测与评估的方法,其方法和思路为公路桥梁养护管理中类似桥梁的检测和评价提供借鉴和参考.     

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.     

样条箱拱段子域在箱拱桥梁中的应用

以薄壁箱拱理论、变分原理及样条函数方法为基础,建立了样条箱拱段子域(单元),考虑了剪力滞效应及畸变效应.这种子域(单元)为两结点18自由度的子域(单元),能模拟薄壁箱拱的拉压、弯曲、扭转、扭翘、剪切、剪力滞效应及畸变效应.文中附有算例,计算结果表明:这种子域(单元)不仅计算简便,而且精度高.     

双曲拱桥加固方式研究

某大桥为双曲拱,经检测评定该桥承载能力下降明显,不满足设计和规范要求。为提高公路桥梁通行能力,对其进行了加固处理,经加固方案综合比较,该桥采用改变截面形式方案,通过加固处理完工后,最后进行荷载试验评定了该桥加固效果,发现该桥加固前后结构刚度与强度明显提高。改变截面法加固双曲拱桥的方法切实可行,收到了良好的社会和经济效果。     

弹性嵌固圆弧拱的稳定分析

以现代桥梁，房屋及国防工程为背景，按弹性支承拱分析拱结构的弹性稳定问题，推导出弹性嵌固圆弧拱的稳定特征方程，分析讨论了弹性支承对临界荷载的影响。     

斜拉拱桥拱肋横撑对动力和稳定性的影响

运用有限元软件ANSYS对某斜拉拱桥进行动力和稳定性分析,对比分析了横撑数量、形式及布置部位等因素对结构动力和稳定性能的影响。结果表明,斜拉拱桥的面外刚度低于面内刚度,且其横向稳定问题较普通拱桥更为突出;横撑布置方式对斜拉拱桥面外刚度和扭转刚度影响较大,对面内刚度影响很小;拱顶横撑质量对结构动力和稳定性能的影响较其刚度大,此处不宜采用"米"字撑;增大除拱顶外其他部位横撑刚度对提高结构动力和稳定性能的效果比增加横撑数量更为明显,但一定数量的横撑是保证结构横向刚度的前提,且"K"字撑对动力和稳定性能的影响较"米"字撑显著。     

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。     

钢管混凝土劲性骨架拱桥主拱圈施工方法进展

20世纪,劲性骨架拱桥逐渐由钢筋混凝土拱桥发展而来.劲性骨架由半刚性骨架向钢管-型钢劲性骨架、钢管混凝土劲性骨架发展.与传统的钢筋混凝土拱桥相比,钢管混凝土劲性骨架拱桥主要以钢管混凝土劲性骨架作为支架成拱.拱圈的施工阶段包括钢骨架的架设、管内混凝土的灌注、外包混凝土的浇注.总结了中国钢管混凝土劲性骨架拱桥,讨论了各施工阶段的具体施工方法.在跨径方面,钢管混凝土劲性骨架拱桥将实现明显的增长;拱圈施工控制的重要性日益突出,应进一步研究的工作包括分肋吊装的线形控制理论、外包混凝土分环、分工作面的最优设计准则及斜拉扣索调载理论.     

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.     

横撑数量对钢箱提篮拱桥动力响应的影响分析

以一座实桥为工程背景,建立有限元模型进行自振频率及时程分析,研究横撑数量对钢箱提篮拱桥动力响应的影响。对计算结果进行对比分析得出:通过自振频率的分析,发现随着横撑数量的增加,实桥的面外刚度(横桥向刚度)有明显增大,同时面内刚度有微弱减小;经时程分析,减小地震响应的主要目标是控制此桥的横桥向位移,而采用7根横撑或是9根横撑将会非常明显地减小横桥向位移。