连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术研究

连续梁拱组合桥梁是桥梁中的重要类型,在我国道路交通建设中应用广泛。连续梁拱组合桥梁的上部结构主要有梁,拱及吊杆。上部结构的主梁施工关键技术主要有主梁的施工方法、0号块的防裂技术以及主梁不对称施工技术;主粱施工关键技术主要有主拱肋的架设方法及支架的落架方式;吊杆施工关键技术主要有吊杆张拉力有限元模型的建立、吊杆张拉力优化和吊杆张拉次序优化。该文对这些施工关键技术进行了研究与探讨。     

湛河提篮式拱桥空间静力分析

以平顶山市湛河提篮式拱桥为工程实例,采用Ansys有限元软件建立了该提篮拱桥的空间有限元计算模型,分析了拱肋、系杆梁及吊杆等主要构件的受力与变形性能.计算结果表明:该提篮拱桥各构件的受力与变形基本关于跨中对称;全桥除端部2根吊杆张力较小外,其余吊杆张力分布较均匀,具有较大的安全储备;拱肋、系杆梁总体处于受压状态,在吊杆位置处弯矩发生变化,剪力产生突变;全桥以竖向位移为主,最大竖向位移发生在拱顶,拱肋横向位移偏向桥梁轴线方向,系杆梁竖向位移较小,基本维持在水平状态,该提篮拱桥各方向位移数值均小于规范规定的要求,桥梁线形控制较好.计算结果可为同类桥型设计提供参考.     

拱梁刚度对大跨度铁路梁拱组合桥受力性能的影响

为了解拱梁刚度对大跨度铁路连续梁拱组合桥受力特性的影响,以徐宿淮盐线某(100+200+100)m连续梁拱组合桥为工程背景,分析拱梁刚度对结构内力、变形、动力特性和吊杆疲劳等方面的影响。研究结果表明:拱梁抗弯刚度比主要影响主梁和拱肋中弯矩的分配,对结构轴力影响较小;拱梁刚度比的增大有利于抑制由活载引起的变形;拱梁刚度比的增大导致吊杆应力幅增大,且边吊杆变化最显著。     

考虑吊杆断裂的拱梁组合桥动力响应分析

针对拱梁组合桥吊杆断裂动力响应问题，建立一种考虑吊杆断裂作用的拱梁组合桥等效静力计算方法.通过构建具有代表性的标准拱梁组合桥，采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA进行吊杆断裂冲击作用下拱梁组合桥动力分析.分析结果显示，拱梁组合桥的长、短吊杆断裂，对剩余吊杆与系梁的影响较大，对拱肋的影响较小；短吊杆对剩余吊杆应力的影响程度更大，长吊杆对系梁的动力响应影响更大.采用考虑吊杆断裂作用的等效静力法计算拱梁组合桥动力响应时，短吊杆断裂时动力系数可偏安全地取为0.8,长吊杆断裂时动力系数根据跨径按公式取值.     

均布荷载作用下梁拱组合桥梁的实用计算

将外部静定、内部高次超静定的梁拱组合桥梁分解成梁拱闭合体和吊杆两种构件,并且将吊杆力假定为膜张力,通过力学方法求解得到下承式梁拱组合体系在均布荷载作用下挠度计算的实用公式及其修正系数,为设计人员理解梁拱组合体系的受力特性,在概念设计阶段确定较合理的结构参数提供了理论依据.     

龙烟铁路跨威乌高速系杆拱施工关键技术

以龙烟铁路跨威乌高速联络线1-80m钢管混凝土简支系杆拱施工为例,分别论述了跨高速公路系梁门洞支架的安装搭设,钢管拱肋支架的布置,钢管拱肋混凝土泵送压注的技术性能指标和设备要求,吊杆的安装及张拉。并应用有限元分析程序MIDAS/CIVIL进行监控计算分析,通过实测结果可以看出主梁、拱肋线形和吊杆力控制较好,满足设计对吊杆力的要求。     

现役中承式悬吊桥面系拱桥静动力响应

针对一座现役的三跨(65m+85m+65m)中承式悬吊桥面系拱桥进行静动载试验和数值分析,实测该桥拱肋、桥面、横梁、吊杆在静力荷载下的挠度、应变,分析校验系数,并测试冲击系数、吊杆张力,分析了自振特性.结果表明,静力荷载下,该桥某拱脚处抵御负弯矩刚度较差,而其他各构件的强度及刚度均满足规范要求;动载下吊杆张力测试值与计算值误差在15%以内,强度满足规范要求;实测该桥冲击系数较大,且自振特性分析表明主跨和边跨的竖弯自振频率与扭转自振频率较为接近,边跨可能存在车桥共振;车桥耦合振动特性较差,吊杆尤其是短吊杆的疲劳受力较为不利.     

平顶山建设路立交桥力学性能分析

根据刚性索自锚式悬索桥的结构特点,对刚性索自锚式悬索桥力学性能计算的有限元法建模进行探讨,运用有限元程序Midas/civil,建立了平顶山市建设路立交桥——刚性索自锚式悬索桥的空间有限元计算模型,对该桥进行受力分析和变形计算。计算结果表明：桥梁的受力与变形基本关于跨中对称;恒载作用下桥梁以竖向变形为主;主梁全截面处于受压状态,在桥塔附近主梁出现负弯矩,在吊杆位置处弯矩出现尖点,剪力发生突变;主缆与吊杆全部受拉,拉力较为均匀,内力最大值均发生在桥塔边跨侧;各构件受力均在规范规定范围内且有较大安全储备;主缆与吊杆增加的外包结构使其承受拉力外还能够承担部分弯矩,从受力上表现出刚性的特点。     

基于监测数据的铁路系杆拱桥力学性能研究

为了对铁路系杆拱桥在施工过程中的力学性能进行研究,文章以新建合安铁路跨机场特大桥1-112 m系杆拱桥为背景,首先利用有限元方法对该系杆拱桥的施工过程进行模拟,并计算各主要施工阶段中,拱肋和系梁关键截面的应力值以及吊杆索力的张拉值。然后,结合拱桥在实际施工过程中的应力及吊杆索力监测数据,对尼尔森体系系杆拱桥在施工过程中的力学性能进行研究,并对比分析拱桥主要承重构件,包括拱肋、系梁及吊杆,在不同施工阶段的受力状态变化值,为同类型桥梁的安全施工及应力监测提供依据和参考。     

确定系杆拱桥成桥吊杆索力及施工张拉力的方法研究

对具有刚性梁刚性拱的系杆拱桥,可通过确定成桥状态的合理吊杆内力及张拉方案使结构处于理想的受力状态。因此,该文首先分别以拱肋和系梁的最小应变能与最小弯曲应变能为目标函数,研究了确定合理吊杆内力的方法;然后以合理吊杆内力为目标函数,研究了确定合理吊杆施工张拉力的方法,即基于影响矩阵的方法。通过算例证明,上述方法计算方便,所得结果满足要求。     

高速铁路大跨度钢管混凝土系杆拱桥温度效应分析

以徐州至盐城新建高速铁路项目为依托,研究了高速铁路大跨度钢管混凝土系杆拱桥温度效应问题.采用有限元模型分析软件Midas Civil建立全桥有限元模型,在整体升温、梯度升温、拱肋纵/横向温差等温度效应工况下,温度效应对桥梁内力及变形的影响进行分析.结果表明:温度效应对弯矩影响较大,拱肋与梁体连接处为内力薄弱点,是最容易发生破坏的部位;对温度效应下桥梁关键部位应力进行分析,整体温度变化对主梁及拱肋应力影响较大,应力最大值均出现在拱脚;温度效应作用下,主梁和拱肋变形只在整体温度变化工况下有明显变化,主要表现在纵向和竖向变形;对温度效应下吊杆内力进行分析,整体升温和梯度升温对吊杆内力影响较大,较大紧绷出现在5号和10号吊杆;通过参数及敏感性分析,研究温度效应对桥梁结构的影响规律,在设计和施工中减少温度效应对结构的影响;通过对大跨度钢管混凝土系杆拱桥在温度效应下的力学特性分析,分析结果为同类型桥梁的温度效应分析提供依据和参考.     

组合拱桥的吊杆拉力的简化计算方法

在忽略桥面结构的主梁与拱肋刚接点的转动对吊杆力的影响的情况下,推导出组合拱桥的吊杆拉力的简化计算方法,揭示这种结构体系的力学本质,也有助于设计者进行合理的概念设计.     

梁肋斜交空间曲面吊索异形拱桥设计关键技术

拱肋与桥面斜交形成造型独特的异形斜跨拱桥,可用于城市景观桥梁.以某桥为实例,阐述了梁肋斜交空间曲面吊索异形拱桥设计的关键技术.该桥主跨190 m,主梁钢箱梁全宽达33.34 m,与钢箱拱肋斜交,吊索呈空间曲面分布,体系受力复杂,施工涉及多次体系转换,工序复杂.建立了空间有限元计算模型,对桥梁施工全过程、桥梁整体稳定性和...     

公路桥梁冲击系数的测试与分析研究

以电阻应变片和机电百分表作为检测元件,利用动态信号测试分析系统对桥梁进行动载检测,根据实测动应变和动挠度数据分析计算公路桥梁的冲击系数,测量结果准确反映了车辆动载荷对被测桥梁结构的冲击效应.     

下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚局部应力分析

拱脚是钢管混凝土拱肋向混凝土的过渡段,局部构造复杂,是拱梁组合桥的关键部位,其受力性能对全桥承载能力和跨越能力至关重要。运用ANSYS软件建立拱脚三维空间有限元模型,计算分析了拱脚在拱肋张拉吊杆前后两种工况下应力的空间分布。根据分析结果可以得到,拱脚受力以纵向压力为主,应力分布较为均匀;局部出现小范围拉应力,且拉应力值不大。因此,在整个拱桥结构中,拱脚受力合理,满足实际工程需要。     

钢-混组合结构蝶形拱桥索力优化

以中承式钢-混组合结构蝶形拱桥为研究背景,对以异型拱为代表的拱桥的索力优化问题进行研究。运用MIDAS/Civil软件建立桥梁结构的有限元模型,通过对比分析不同张拉索力下的拱肋轴力、弯矩、应力以及索力不均匀程度,确定最合理的吊杆张拉力,同时对4种不同的张拉方案从拱肋轴力、拱肋弯矩、主梁应力以及吊杆内力等方面进行对比分析,以确定最优的吊杆张拉顺序,最后以确定的吊杆张拉力和张拉顺序对吊杆进行验算。研究结果表明,该蝶形拱桥的第二次吊杆张拉力选取中索450kN、边索550kN较为合理,最优的张拉方案为先张拉拱顶两侧的两根吊杆,再张拉拱顶吊杆,然后从拱脚向拱顶对称张拉,吊杆的最大应力和应力幅均满足规范要求。     

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。     

吊杆拱桥考虑结构缺陷及交通量增加的受力特性

为研究吊杆拱桥考虑结构缺陷及交通量增加条件下受力特性,以攀枝花倮果金沙江大桥为工程背景建立有限元分析模型进行相关计算分析。首先介绍了系杆类桥梁常见损坏模式及其影响因素,然后以倮果大桥为研究对象分别对由拱肋线形缺陷、吊杆线形缺陷、吊杆失效以及交通量增加引起的吊杆力变化进行计算分析。结果表明：吊杆力对拱肋竖向缺陷比对横向缺陷更为敏感;吊杆线形缺陷对短吊杆的影响比对长吊杆更为显著,在短吊杆中容易激起较大的次生弯矩及剪力;单吊杆失效将显著改变临近杆件的力学特性,短吊杆区域较长吊杆区域失效蔓延速度更快。交通量增加加速了结构的疲劳破坏。     

大跨度拱桥的等效风荷载

基于一些大跨度拱桥的工程实例,采用分段评估方法研究了典型拱肋的静力风荷载,采用惯性荷载法分析了抖振和涡振的等效静力风荷载,并对拱肋和主梁分别进行了总风荷载的综合评估.结果表明:分段评估方法用于计算拱肋的静力风荷载是合理实用的;提出的雷诺数效应修正公式有助于预测包含圆截面构件拱肋的原型拱桥的静力风荷载;采取不同的等效风荷载组合形式分析和评估了大跨度拱桥不同构件的风荷载效应.     

刚性索自锚式悬索桥静力性能分析

以平顶山市自锚式悬索桥为对象,采用Midas/Civil有限元程序,建立了该刚性索自锚式悬索桥的整体有限元计算模型,主梁与主塔采用梁单元模拟,柔性悬索和吊杆采用桁架单元模拟,在柔性悬索和吊杆的结点间增加能表现其刚性特性的梁单元,以考虑刚性索的抗弯性能,并在此基础上进行了静力特性计算,计算结果表明:恒载加活载作用下,主梁最大变形约3.5cm,悬索和吊杆的拉力接近设计值,较恒载作用下增加不大,说明这种自锚式悬索桥承受的荷载主要来自结构的自重,车辆活载对其影响较小。