三铰拱的合理拱轴线方程

论述三铰拱的合理拱轴线及其方程，阐明建筑物采用抛物拱、圆拱、椭圆拱以及悬链拱的原理．     

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.     

新型索拱桥索力与拱轴线双优化实用方法

针对新型索拱桥的特点,提出一种可同时进行索力和拱轴线双优化的方法。基于影响矩阵的原理和迭代法,以弯曲应变能最小为优化目标,提出在抗弯惯性矩无穷小的三铰拱索拱桥有限元模型上,进行拱轴线迭代的实用方法,以同时达到索拱桥的索力调整与拱轴线双优化的目标。以跨径600 m索拱桥作为算例,验证本文方法的有效性及实用方法各参数对结果的影响。研究结果表明:与仅考虑一种优化因素相比,本文方法弯矩分布更合理,弯矩极值约小10%,弯曲应变能约小20%。抗弯惯性矩无穷小模型比抗压刚度无穷大模型能得到更小的弯曲应变能状态;三铰拱模型迭代收敛性能比两铰拱与无铰拱模型的优;索拱桥压力线高次抛物线拟合后的结构内力比低次抛物线结果的优。     

某钢管混凝土拱桥拱肋悬索吊装施工中的扣索计算

斜拉扣挂施工中索力计算复杂．根据“零弯矩法”概念，推导出拱肋节段吊装中各施工阶段扣索索力的计算公式．此方法可计算任意多段扣索索力，既可计算拱肋在施工过程中各节段临时铰接情况．又可计算各节段固接情况，计算简便，适于编程．计算中对拱肋自重采用积分法计算，避免了常用的简支梁模式计算中重心偏离的误差．并将此方法进行了具体应用．     

钢管混凝土拱桥轴线改变后施工方法

某三跨哑铃形钢管混凝土拱桥在施工过程中边跨两墩之间比设计短了15cm,钢管制作过程中没有考虑纵向坡度,从而发生轴线改变,致使钢管拱拱圈无法合拢,吊杆孔无法对齐问题。通过计算分析,在改变原有拱轴线的情况下,重新对边跨空钢管3次截取调整,使结构受力合理,达到了原来的设计标准。     

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.     

基于几何变换的拱轴线的构成与特性研究

为了获得一种易于调控、具有较好力学性能的拱,该文对新型拱轴线的形成与特性展开了研究.通过在单一平面场中对椭圆进行几何变换,产生了一种新型曲线——椭变曲线.该文以椭变曲线作为拱轴线构建了一种新拱.通过应用软件(SolidWorks)仿真实验验证,结果表明:当拱的高度与跨度比值较大时,该拱的抗变形能力和抗压能力要优于其他常见拱;同时,这种新型拱轴线也具有很好的调控性能,可实现拱的结构优化.     

大跨度悬索自振参数的精确单元计算方法

大跨度悬索的自振参数的确定是研究悬索结构振动的基本条件,其振动有非线性特征,而且还存在明显的面内和面外的振动,振动过程复杂。大跨度悬索自振参数的确定无论是从实际测量还是理论计算,都有一定的难度,在理论计算上目前只能用非线性微分方程方法来求得近似解,然而其求解过程却异常复杂。本文主要从悬索单元的平衡关系出发,以悬索微元为基本研究对象,推导出精确索单元的自由振动特征方程,用线性单元及非线性单元对悬索单元进行模拟,得到相应的刚度矩阵及质量矩阵,计算得悬索的面内自振参数。通过矮寨悬索桥的工程实例将其计算结果与有限元软件计算结果和实测值进行对比,验证了本计算方法的准确性,得出了线性单元模拟计算简单,精确度较差和悬链线模拟计算与有限元计算较接近,与实测值误差也较小的结论。     

基于ANSYS的大跨度拱桥拱肋吊装过程稳定性分析

大跨度拱桥拱肋在吊装施工过程中的稳定性主要影响因素有:拱段接头刚度、安装偏差、风荷载等.从接头抗弯刚度入手,针对3种拱段接头模型,可以分析稳定因素对不同接头模型稳定性的影响,计算拱肋在拱段吊装成拱过程中的稳定系数.计算结果表明,拱肋在拱段吊装成拱过程中稳定系数的最小值略小于规范规定的限值,需要采取稳定性控制措施.     

大跨径劲性骨架钢筋砼拱桥拱脚、拱座局部应力分析

结合宜万铁路上一座大跨径劲性骨架钢筋砼拱桥的拱脚,对比了不同结构形式的拱脚构遣。并以莱一在建桥梁的拱脚和拱座为例,介绍了进行有限元局部分析时的两步分析法的优点及具体思路,采用大型通用工程软件用两步分析法计算分析了拱脚和拱座的局部应力分布特征及其传力特性,对该拱脚和拱座的结构构造及其细节的合理性作出了分析和综合评价。结果表明：拱脚刚度缓慢过渡可以迅速降低集中应力峰值,保障传力顺畅;该拱脚和拱座结构受力状态安全,其结构构造可被借鉴应用于美似桥梁的工程设计中。     

钢管混凝土拱桥拱肋施工应力分析

利用“APDL语言编程”建立拱桥施工过程中9个工况的实体有限元模型,并利用该模型分析施工过程中拱肋应力的变化规律,结果表明：拱肋下表面应力值均大于上表面应力值;两侧拱脚及L／4与3／V4的应力变化呈对称趋势;张拉系梁钢束N5时,拱脚附近应力达到最大值,L／4、3L／4和拱顶应力最大值出现在桥面系施工结束后。     

铁路大跨连续梁拱桥拱座局部应力分析

连续梁拱桥的拱座是该类桥梁受力最复杂的部分,为掌握其应力分布,本论述根据某大跨度连续梁桥建立精细化实体模型,采用C3D10十结点二次四面体单元,计算分析了各关键施工阶段拱脚应力的空间分布特征及其传力特性.由纵向应力云图分析结果可知,各施工阶段拱座纵向主要以受压为主,局部出现拉应力,但拉应力值不大,符合规范要求;由第一主...     

正拱斜置变截面悬链线坡拱桥的受力分析

对正拱斜置变截面悬链线坡拱桥的受力分析方法作了介绍.导出了在单位水平移动荷载作用下,拱圈内力与支承反力影响线的计算公式.     

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.     

下承式系杆钢拱桥拱脚应力及极限承载力

下承式系杆钢拱桥拱脚是全桥受力关键的部位之一,在正常使用过程中可能会发生强度破坏,从而引起桥梁的整体破坏。为了研究拱脚的受力性能,本文以深圳空港新城跨截流河3号景观桥项目为研究背景,通过有限元软件ANSYS建立拱脚壳单元有限元模型,考虑材料非线性及位移非线性,对4种正常使用荷载工况作用进行应力及极限承载力分析,得出了该部位的详细应力分布情况。结果表明：在正常使用最不利工况下,拱脚整体平均应力水平小于70 MPa,保证了拱脚在正常使用时不屈服;在极限荷载作用下,拱脚腹板底部大范围进入屈服,整体呈现塑性屈服破坏,屈服后拱脚无法继续承载,其极限荷载系数为4.71,拱脚受力合理,满足设计要求;最后给出合理的工程建议,为同类工程提供参考。     

哈大高速铁路钢箱叠合拱桥拱脚局部应力分析

对我国高速铁路上的第一座大跨钢箱叠合拱桥哈大高速铁路138 m新开河桥进行了拱脚结构局部应力分析.根据圣维南原理,运用ANSYS有限元计算软件,利用壳单元和梁单元建立了精细的系梁-拱肋-吊杆-横梁的空间计算模型,根据结构的实际情况模拟边界及荷载,对桥梁结构在恒载及客运专线活载作用下拱脚位置的应力分布情况进行了分析.计算结果表明:新开河桥拱脚的支座顶板部位和钢箱系梁变截面位置的应力较大,虽然未出现超过材料屈服应力的现象,但是为了保证桥梁使用的安全,在设计和施工中应加以重视.     

大跨度悬索自振频率的精确单元计算方法

大跨度悬索的自振频率的确定是研究悬索结构振动的基本条件,其振动有非线性特征,而且还存在明显的面内和面外的振动,振动过程复杂。大跨度悬索自振频率的确定无论是从实际测量还是理论计算,都有一定的难度,在理论计算上目前只能用非线性微分方程方法来求得近似解,然而其求解过程却异常复杂。主要从悬索单元的平衡关系出发,以悬索微元为基本研究对象,推导出精确索单元的自由振动特征方程,用线性单元及非线性单元对悬索单元进行模拟,得到相应的刚度矩阵及质量矩阵,计算得到悬索的面内自振频率。通过矮寨悬索桥的工程实例将其计算结果与有限元软件计算结果和实测值进行对比,验证了本计算方法的准确性,得出了线性单元模拟计算简单,精确度较差和悬链线模拟计算与有限元计算较接近,与实测值误差也较小的结论。     

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。     

高空大跨度拱壳模板支撑的研究与应用

对高空大跨度拱壳模板支撑实际应用实例较少,通过银川车站改造工程站房中拱结构的实施,使高空大跨度拱壳模板支撑体系的探索起到了一定的借鉴和指导作用。     

斜插式桩板墙板间土拱效应数值模拟与竖向合理拱轴线计算方法

板间距大小是斜插式桩板墙结构关键设计参数,也是该结构能否被推广应用的核心问题.本文采用ABAQUS有限元软件分析了板间距变化对斜插式桩板墙板间竖向土拱效应的影响规律,给出了斜插式桩板墙的合理板间距范围,同时以相邻板板底作为拱脚支撑,计算得到了斜插式桩板墙板间竖向土拱拱轴线方程,并验证了受力分区的合理性.分析结果表明:斜...