双跨波纹钢拱桥力学性能的试验研究

本文研究了一座双跨13 m跨径波纹钢拱桥在静载和动载作用下的力学性能,静载测试了五种工况,动载测试了20 km/h、40 km/h、60 km/h和80 km/h四种车速。通过对截面应变、拱顶位移、动应变和内力分析,得出以下结论:双跨波纹钢拱桥的两跨会相互影响,当车辆作用于一跨时,该跨产生竖向和水平变形,水平变形会使土体挤压另一跨;测试的双跨波纹钢拱桥的轴力较大,不能被忽略,并且轴力大部分表现为拉力;路面结构层对波纹钢拱桥的整体性能有影响,发挥着类似减压板的功效,使整体受力更均匀,弯矩更小;拱顶应变在某一特定车速下达到最大值,车辆作用频率越接近结构自振频率,产生的动态响应越大;应变动力增大系数小于1。

波纹钢-混凝土组合结构在圬工拱桥加固中的应用研究

依托一座5跨圬工拱桥,在考虑原拱桥的二次受力以及界面接触属性的基础上,利用ABAQUS研究采用波纹钢-混凝土组合结构加固的圬工拱桥力学性能的变化。结果表明:加固后混凝土为主要受力构件,波纹钢和原拱圈的内力相当;车辆荷载作用下拱顶轴力降低85.7%,挠度降低79.5%;加固后关键截面应力均小于规范限制,达到了预期的加固效果。此外,施工过程中波纹钢板可作为混凝土的浇筑模板,施工便捷,工期明显缩短。本文可为现有圬工拱桥加固提供设计参考和工程借鉴。

福州鹅头溪大桥桥型方案比选

鹅头溪大桥跨越现状鹅头溪,是沿溪大道桥涵工程的控制性节点工程,从通航需求和现状河道条件方面考量,本桥无设置超大跨径桥梁的需要。鹅头溪大桥提出了波形钢腹板-平钢底板钢混组合梁桥、预应力混凝土连续刚构桥和下承式斜靠拱桥+预制装配小箱梁桥三种桥型方案。从桥型方案的结构性能、施工工期、视觉效果等方面进行分析,最终确定采用波形钢腹板-平钢底板钢混组合梁桥方案,该桥型方案负弯矩区采用钢混组合桥面板结构,改善了桥面板的受力性能,提高了耐久性能。该结构受力体系合理、整体性能好、造型轻盈,与周边环境相协调,视觉效果良好。

波形钢板在钢筋混凝土拱桥中的应用

波形钢板组合拱桥结构是通过在钢筋混凝土拱座预埋地脚螺栓,然后采用角钢与波形钢板底部连接,横向利用高强螺栓拼接形成,最后在其上浇筑钢筋混凝土拱圈的一种新型结构形式。其优点在于,采用波形钢板作为底衬,减少了支模步骤,且波形钢板参与拱圈结构受力,能更大程度上分散荷载的应力集中,达到经济适用目的。

波形钢腹板混凝土拱桥新桥型构思

介绍了波形钢腹板在桥梁结构中的应用发展概况和国外大跨度混凝土拱桥最新的研究进展,提出了波形钢腹板混凝土拱桥新型桥梁结构,并以重庆万州长江大桥为原型进行了试设计,对试设计初步成果进行了介绍。分析结果表明,这种新桥型在减轻拱圈自重、方便施工、缩短工期等方面具有相当的优越性,为混凝土拱桥向大跨径发展提供了一个新的思路。

波纹钢板拱桥横断面受力分析与优化设计

波纹钢板拱桥横断面抗弯刚度小,在其使用过程中易发生变形而导致在铁路工程中推广应用受限。为此,考虑到波纹钢板拱桥主要借助竖向土压力与水平土压力的共同作用减小截面弯矩,根据正常服役工况下的荷载模式进行结构受力分析,提出波纹钢板拱桥的合理受力状态,即最大限度地减小拱桥横断面主截面弯矩与拱脚水平推力,并得到了波纹钢板拱桥的横断面轴线及内力计算公式。合理受力状态下的横断面与内力特性分析表明:波纹钢板拱桥的横断面形状与竖向土压力及水平土压力有关;拱桥结构的最大轴力出现在拱脚位置,而最小轴力出现在拱顶位置。最后给出了波纹钢板拱桥工程应用建议以及设计流程。

钢管混凝土拱—钢腹板PC箱型系梁组合桥梁

为减轻钢管混凝土拱梁组合体系桥的自重,提出了采用钢腹板(平钢腹板或波纹钢腹板)代替PC箱形系梁的混凝土腹板,从而形成钢腹板PC箱形系梁。以一座已建成的钢管混凝土拱梁组合体系桥为原桥,进行了钢腹板PC箱形系梁的试设计研究。结果表明,试设计桥由于减小了自重下的内力,降低了面内自振频率,从而改善了原桥的静力和抗震性能。此外,试设计桥经济性好且方便施工,说明钢管混凝土拱—钢腹板PC箱型系梁组合桥梁是可行的。

波形钢腹板混凝土箱拱地震响应分析

采用时程分析法,对三向地震动作用下的波形钢腹板混凝土箱拱新型结构的地震特性进行分析,通过与混凝土腹板的混凝土箱拱动力特性和地震响应特点的对比,得出该新型拱圈结构具有较优越的抗震性能。同时,把三向地震作用的结果与在两个主方向(纵桥向和横桥向)同时施加地震动的计算结果进行比较,得到竖向地震动对波形板箱拱地震响应的影响程度。

多孔钢波纹板拱桥结构的稳定性及动力响应分析

对自主设计的三孔钢波纹板拱桥结构进行野外车辆荷载试验,得出了不同车速、不同车道下三孔钢波纹板拱桥动态挠度及冲击系数的变化规律;通过对有限元计算数据与实测数据的对比,验证了建立的模型及边界条件计算结果与工程实际互相吻合。基于该模型,对不同车速下三孔钢波纹板拱桥动力响应进行计算分析,结果表明:当车辆以一定的速度过桥时动力效应比较明显,且速度越快动力效应越大;拱桥的应力幅值并不是随着车速的增加而增大,临界速度为40km·h-1。

覆土波形钢板拱桥工作性能数值分析

为了探究覆土波形钢板拱桥的受力特征,利用有限元软件及其MPC算法并结合国外设计规范对一座实际钢波纹板拱桥进行了施工阶段和成桥使用阶段受力性能分析,同时对影响拱桥受力的不利工况及参数进行分析探讨。分析结果表明,随施工阶段填土变化,尤其在填土至拱顶附近时,结构受力及变形有较大的变化;实际应以有限元计算结果指导该结构的设计与施工;该结构力学性能优异,特别是对不良地质和温降的适应能力要远强于普通混凝土拱桥。

地震作用下多孔钢波纹板拱桥力学分析

为给多孔钢波纹板拱桥的抗震设计提供参考,结合泗洪至许昌高速公路上一座3孔跨径4m的钢波纹板拱桥工程实例,利用大型通用有限元软件ANSYS建立该桥的三维空间有限元实体模型,采用动态时程分析法,对桥梁在人工合成地震波、El Centro波、Taft波3种地震波作用下结构的位移和应力进行分析。结果表明:在同一地震时程激励下,虽然各拱圈空间位置不同,但位移和应力响应的时程曲线走向一致;同一拱圈中,拱弧线拱顶位移比四等分点处位移约小24.9%,应力约小75.2%;不同拱弧线横桥向中部位移比外侧位移约大7.3%,应力约大17.6%;同一位置处边跨拱圈比中跨拱圈位移约大2.5%,应力约大20%。该拱桥结构具有良好的整体抗震性能。

平钢腹板钢筋混凝土新型拱桥试设计

将组合结构应用到拱桥中,用平钢腹板来代替混凝土腹板可以达到减轻桥梁自重的目的。以重庆武隆石桥水库大桥为原型,进行平钢腹板混凝土新型拱桥的试设计,并与混凝土腹板拱桥、波形钢腹板混凝土拱桥在受力及用料方面进行了对比。结果表明:采用钢腹板设计的混凝土拱桥减轻了自重,减小了拱桥推力和拱肋轴力,缩短了全桥工程量。

车辆荷载作用下钢波纹板拱桥应变分析

文章依托安徽泗洪至许昌高速公路淮北段钢波纹板拱桥工程实例,采用ANSYS软件建立该桥的等效实体模型,对钢波纹板拱桥在车辆荷载作用下的应变进行模拟计算,将计算结果与现场实测数据进行对比分析,验证了所建模型的有效性和可行性。在该模型基础上研究公路-Ⅰ级车辆动荷载下的应变变化规律。研究结果表明:在车辆荷载作用下,边跨各位置整体受到拉应变,且拱脚处的应变值稍大于其他位置;车速的改变并不改变钢波纹板拱桥各测点位置的应变规律,而钢波纹板拱桥各测点的应变值与车速大小成正比。

低路堤荷载作用下钢波纹板拱桥应变的测试研究

文中依托泗许高速安徽段工程实例,对波纹板拱桥的应变特征进行了现场测试,得出了其在车辆荷载作用下切向应变变化规律.结果表明,在低路堤荷载作用下,拱桥8/8跨位置的切向应变情况较其他位置不同,应进行特殊考虑.

波形钢腹板-混凝土组合拱桥的非线性地震响应分析

本文以福建宁德岭兜大桥为工程背景，对混凝土箱拱和波形钢腹板-混凝土组合拱的动力特性和非线性地震响应进行了比较分析。结果表明，波形钢腹板-混凝土组合拱的面外基频较之钢筋混凝土拱桥下降约26％～55％，而两者面内基频相差仅为5％～7％。与混凝土箱拱不同的是，对于波形钢腹板-混凝土组合拱，其拱脚截面在横桥向单独地震作用下产生的最大应变与纵、横桥两方向地震动同时作用时产生的最大应变基本相同。因此在这种新型组合拱桥结构的抗震设计中，如输入的地震波为板块边界型地震动，则不需要考虑纵、横向地震动同时作用的情况。

浅埋路基钢波纹板拱桥及路面力学性能模拟分析

通过对3孔4 m钢波纹板拱桥的受力及变形模拟计算,研究其与路面结构之间的受力差异及变形规律。利用有限元软件及路面设计软件模拟分析了路面结构的力学性能。

钢波纹板混凝土拱加固体系有限元分析

为了研究钢波纹板混凝土拱加固体系的力学性能,依托工程实例,建立了钢波纹板混凝土拱加固体系的空间有限元模型.通过应力分析可知该体系在最不利情况下的最大竖向位移位置,分析加固体系拱顶混凝土厚度的参数,从而得到拱顶最小安全填筑厚度.结果表明,在钢波纹板混凝土拱加固体系中,钢波纹板受力较大,是结构的控制核心,混凝土处于三维受力状态,不宜采用过高标号;随着拱顶混凝土填筑厚度的增加,钢波纹板的应力应变逐渐减小;加固体系在挂车荷载作用下存在一定的应力集中.

衡阳灵瑞寺大桥设计

衡阳县灵瑞寺(清江)大桥北起蒸阳大道,向南跨越滨江路、蒸水河和英南新区规划的滨河路,终点与英南新区规划的新城路连接,主桥采用四肢中承式异形提篮系杆拱桥。针对衡阳县地处五岭上升和洞庭湖下陷的过渡地带,桥梁设计根据组合琴拱桥理论,合理调整拱轴线,改变拱肋截面大小,拱圈灌注混凝土,主梁采用大悬臂波形钢腹板-桁架组合结构等措施,减小拱脚水平推力、节省水平系杆;充分发挥组合材料的力学性能,增加拱肋刚度,增强主拱横向稳定性;提高截面的结构效率,有效减轻桥梁自重,提高桥梁结构耐久性。

波形钢腹板与混凝土腹板箱形拱圈施工阶段受力性能对比研究

波形钢腹板混凝土拱桥作为一种具有自重轻、受力小、腹板不开裂、施工方便、跨越潜力大等优点的新桥型,在波形钢腹板箱形拱圈采用悬臂浇筑劲性骨架法施工阶段的受力及变形性能等局部方面研究较少。为此利用Midas Civil软件建立有限元分析模型,对波形钢腹板箱形拱圈与混凝土腹板箱形拱圈受力及变形性能做进行对比研究,得出波形钢腹板箱形拱圈主要控制截面的竖向位移小于混凝土腹板箱形拱圈等结论。

基于空心板梁桥的钢波纹板—混凝土拱加固体系简化计算方法研究

对辽宁省京哈高速公路车家小三号桥进行了现场检测,发现原有预应力空心板梁出现大量裂缝,梁板裂缝严重超限,已危及结构安全。运用ANSYS结构分析软件进行有限元模拟分析,根据现场具体情况,建立有限元模型,并对预应力空心板梁桥梁的截面做相应的折减,使其更加符合实际受力情况。结合算例,对新型防护结构的内力和位移分布规律进行分析,并将计算结果与ANSYS模拟结果进行对比,验证了简化计算方法的可靠性,为该新型结构的分析与设计提供了理论基础和依据。为确定桥梁合理的加固方案并取得显著的加固效果,加固计算应该遵循一定的方法,提出了桥梁加固计算实施应进行的一般步骤,分析了计算过程中应注意的问题。