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.     

三跨上承式预应力混凝土拱桥优化设计

在分析预应力布置位置对三跨上承式拱桥内力和拱脚推力影响的基础上,阐明了该类桥型预应力筋的布置原则.同时,为在设计时考虑减小拱脚不平衡推力这一因素,提出了基于敏感性分析的首控截面应力双控设计法、首控拱脚净推力双控设计法以及直接利用优化理论进行设计等3种合理优化设计方法.这些设计法针对该类桥型的特点,利用在拱顶梁中分别布置一定数量的上下偏心的预应力筋来优化结构的内力和满足各部分的位移限制要求.通过对南京三山桥工程的设计计算,表明该设计方法完全可以满足设计要求,并可供相关工程参考验证.     

特大跨径钢管混凝土拱桥拱肋吊装期间非线性影响分析

特大跨径钢管混凝土拱桥拱肋在吊装过程通常中有铰结和固结两种边界条件,为了分析非线性对特大跨径钢管混凝土拱桥拱肋吊装期间线形影响,对拱肋吊装不同阶段的受力特性进行了研究;推导了在不同结构体系下拱肋线形计算公式。研究发现:拱肋在固结状态时,非线性因素对拱肋线形影响较小;在拱脚铰结状态时,非线性因素对拱肋线形影响较大。产生这种现象的原因是由于几何非线性影响,导致扣索作用在拱肋上力的角度不同;而拱肋处于不同结构体系时,对这种变化敏感度差异较大。最后通过对波司登大桥的计算与工程实践,对这种现象以及产生原因进行了验证。     

浅谈钢管混凝土拱桥拱肋施工方法

本文对我国现有的钢管混凝土拱桥拱肋施工方法进行了总结,指出各施工方法的优缺点和适用条件,并给出各自的应用实例,为以后该类桥梁的施工提供一定的参考。     

钢管混凝土拱桥拱肋架设技术综述

本文介绍了我国钢管混凝土拱桥建设中使用的拱肋架设技术,总结了各架设施工方法的优缺点和适用条件,并给出各自的应用实例,为以后该类桥梁的施工提供一定的参考。     

下承式预应力混凝土桁架拱桥常见问题浅析

针对下承式预应力混凝土桁架拱桥常出现的问题,结合本工程施工情况,从承载力、拱桥防开裂、预压材料选择等四方面进行浅析。     

刚架拱桥的改进设计

上世纪80年代初出现的刚架拱桥,是我国桥梁工程师创造性设计的一种轻型拱桥.但那时定型的标准设计图,已不能充分适应今天新的公路荷载标准和耐久性设计的要求了.如能对其结构设计作适当的整体化改进,则仍可在今天发挥出它独有的结构优势.继续为我国的公路桥梁事业做出贡献.     

上承式拱桥新型加固改造方法及试验验证

早期的上承式拱桥受限于设计荷载等级偏低、维护养护不到位和已运营多年等,其力学性能已不能满足现代交通需求,针对这一问题本文提出了一种新型的加固改造方法,即在拱肋与主梁间增设V杆、桥面上安装桁片,使以拱肋为主要承重构件的受力体系转变为双层桁架整体受力体系。为评估该方法的加固效果,以某50 m上承式拱桥为研究对象,运用有限元手段对比分析加固前后的力学性能。为进一步验证新加固改造法对提高原结构力学性能的有效性,完成10 m试验桥的荷载试验并对比分析结果。两种结果均表明：新型加固改造方法可以大幅提高桥梁承载力与刚度。对实桥进行有限元分析时,加固改造后拱脚和跨中最大压应力分别减小2.9、2.3 MPa,主梁最大上、下挠分别减小35.08%、27.42%;对试验桥进行静载加载时,加固改造后拱肋上缘与下缘最大应力分别减小82.68%、78.14%,拱肋最大上、下挠值分别减小97.47%、90.30%。故该加固改造方法积极有效,可尽早应用于工程实际。     

横撑对下承式钢管混凝土拱桥动力特性的影响

以某下承式钢管混凝土拱桥为背景,利用有限元分析软件ANSYS建立了空间有限元计算模型,进行了该桥动力特性的分析;进而通过改变计算模型横撑布置型式及数量与布置部位,探讨了横撑不同的型式及布置部位与数量对此类桥梁动力特性的影响。分析得出的结论,为此类桥梁设计、检测及评估提供了一定的参考。     

移动荷载作用下桥梁动态响应的数值模拟

对车桥系统耦合振动理论进行了分析,研究了桥梁在移动车辆荷载作用下的强迫振动,分析其共振条件及移动荷载作用下桥梁的行为特性,并采用数值模拟计算的方法,比较了桥梁在匀速常量力和匀速简谐力作用下的动态响应,得出在移动荷载作用下桥梁产生的变形和应力,为桥梁的设计提供依据.     

移动荷载下中承式拱桥吊杆的受力分析

为了更加准确地研究中承式拱桥在移动载荷作用下的受力情况,采用相似材料制备了由桥面、拱圈和吊杆构成的中承式吊杆拱桥模型。通过对模型桥面施加均布荷载及移动集中荷载,对桥面和吊杆进行移动载荷力学性能测试,得出了移动荷载作用下的下吊杆受力分布规律、受力范围以及桥面的受力情况。该研究结论可为中承式拱桥设计及在施工之前提供更加准确的理论依据。     

车辆荷载作用下埋地管道动力响应分析

铺设在农田、荒地的埋地管道容易受地面车辆荷载的影响,管道在其作用下一旦达到强度极限就会产生安全问题。本文建立车-管-土耦合模型,分析车辆荷载作用下埋地管道的动力响应,得到不同时刻埋地管道的应力分布规律。再建立管道减荷有限元模型,分析不同轮压下承压板宽度对管道减荷的效果,得到管道中部等效应力与承压板宽度的对应关系。结果表明：埋地管道任一点处的力学响应与车辆荷载作用点的距离成负相关,承压板宽度与其对埋地管道的减荷效果成正相关,不同宽度的承压板存在承载力极限。该研究结果为车辆荷载作用下埋地管道的减荷提供了参考依据。     

车辆移动荷载下地下车库响应分析

结合实际工程案例利用ABAQUS有限元软件建立了移动车辆荷载作用下地下车库结构考虑实际配筋和混凝土损伤塑性模型的三维有限元模型,并将车辆移动荷载等效为移动的静力荷载作用于结构板面上,对结构的板、梁在荷载作用下裂缝发生发展的变化规律进行了研究。分析结果表明：移动车辆荷载在行驶速度缓慢时,整个加载于结构上的车辆荷载相当于多个静荷载作用于轮胎和结构的接触面上,车辆荷载的移动通过在加载平面内矢量运动控制;车辆前轮和后轮的作用远大于中间轮胎的作用;从模型分析结合梁、板实际裂缝图可以看出荷载是造成框架结构产生裂缝的主要原因,且为实际工程裂缝发生的机理以及发生的位置提供了可靠地理论依据,对后期的结构检测、评估以及加固具有较好的工程指导意义。     

简支梁桥在车辆荷载作用下的振动响应影响因素分析

本文以已有的车桥振动基本理论为基础,运用有限元软件ANSYS分析了简支梁桥在车辆荷载作用下的振动响应（竖向位移）,对比得出了桥面平整度、车速、车型和车辆载重等因素对桥梁结构稳定性的影响作用。     

考虑行车舒适性简支梁桥允许上拱度分析

选用考虑车辆质量和悬架刚度的车桥耦合振动模型,用复模态分析法求解桥梁上拱度对于车辆振动的影响,并根据车辆行驶舒适度评价方法,分析了考虑行车舒适性时简支梁跨度分别为10、13、16、20m。在车速为80、100、120、140、160km／h时的允许上拱度值．     

阶跃载荷作用下弹塑性杆的动力屈曲

对一端夹支、一端固支在阶跃载荷作用下弹塑性杆的动力屈曲进行了理论分析和数值计算.用Matlab对控制方程进行数值求解,给出了临界载荷与临界长度的关系,研究了强化模量对临界屈曲载荷的影响.     

爆炸荷载下弹性支撑地下拱结构的动力响应

弹性支撑是常用的隔振减振手段,研究爆炸荷载下弹性支撑地下拱结构的动力响应对提高地下防护工程内部人员及设备的战场生存能力具有重要意义。应用ANSYS/LS DYNA非线性显式动力有限元分析程序,模拟了爆炸荷载下弹性支撑地下拱结构的模态和动力响应,得到了低阶自振圆频率变化曲线和拱顶、拱肩、拱脚动力响应时程曲线。结果表明：弹性支撑减小结构固有频率,延长结构自振周期,具有良好隔振减振作用;临界刚度系数导致结构的一、二阶模态易同时激发,结构设计时应予以避免;与刚性支撑地下拱结构相比,弹性支撑地下拱压力、应力峰值减小,出现时间延长,竖向位移峰值增大,抗爆承载力提高;弹性支撑的刚度系数并非越小越好,应根据结构抗爆承载力和极限位移设计要求合理设置。     

大跨度斜拉桥在车辆动力加载作用下的振动响应计算与监测

大跨度斜拉桥形式多样,结构轻柔,动力响应明显。为研究车辆动力加载作用对大跨斜拉桥的影响,基于健康监测系统长期监测数据建立车辆-桥梁动力相互作用分析模型,并编写相应计算程序。以福州市青洲大桥为工程背景,对随机车流进行模拟,考虑不同车辆类型及随机车流动态加载作用,建立车辆-桥梁动力平衡微分方程,验证车桥耦合振动模型,计算不同工况下由车辆载重、车距、车速等汽车荷载引起的桥梁振动响应。研究结果表明：车辆载重是影响桥梁位移变化的重要因素;控制行车间距有利于控制桥梁位移;行驶车速的提升和车辆数量的增加会在一定程度上引起主梁振动响应的加剧。研究成果可为大跨度斜拉桥的结构设计以及安全运营提供参考。     

移动载荷黏弹性Pasternak地基梁动力学响应

通过积分变换研究移动载荷激励下无限长黏弹性Pasternak地基梁在复数域上的封闭解.通过二维Fourier变换得到梁变形的Green函数,再运用Fourier逆变换得到梁变形的积分表达式,对解析表达式应用留数定理得到系统在复数域上的封闭解.数值研究梁和地基的参数对梁变形的影响,表明Pasternak基础中的黏性和剪切力对梁变形的影响明显.采用样条插值对积分解析表达式求数值解,验证封闭解的有效性.