下承式系杆拱桥部分吊杆失效影响分析

以六安市跨淠河某下承式系杆拱桥为研究对象,利用有限元软件Midas建立空间模型对下承式系杆拱桥发生局部吊杆破坏失效进行模拟,研究分析靠近拱脚处四分之一跨径内发生吊杆失效时,对临近吊杆、拱肋及纵梁等构件受力的影响。为下承式系杆拱桥后续设计优化及运营阶段维修养护提供参考。

下承式系杆拱桥吊杆更换过程的受力分析

早期修建的下承式系杆拱桥受当时技术水平、材料质量及施工质量等因素的影响,随着桥梁运营时间的增加,拱桥吊杆的安全性和可靠性逐渐降低,因此需要及时更换达到设计寿命的吊杆。以某主跨为238m的大跨径钢管混凝土提篮拱桥为例,针对系杆拱桥吊杆更换过程进行受力分析,以得到更好的施工控制策略,分析结果表明:①在吊杆更换施工过程中,临时兜吊内力施工误差为2%时,施工过程中的桥面变形可控制在1.5cm以内,当临时兜吊内力施工误差为5%时,施工过程中的桥面变形达到了2.6cm以内,吊杆张拉力误差越大,桥面变形越大;②在吊杆更换施工过程中,当临时兜吊内力施工误差为5%时,桥梁应力及临时兜吊应力均能满足要求;③建议吊杆更换施工过程中,临时兜吊内力转移时严格控制施工误差在2%以内。永久吊杆与临时兜吊之间的吊杆内力转移过程中,加强监测相邻吊杆处桥面标高变化,使其变化在设计控制范围内。

下承式系杆拱桥施工关键参数影响分析

文章以某下承式钢箱系杆拱桥为背景工程,建立全桥整体有限元模型,对系杆张力、结构自重、吊杆索力三个关键施工参数进行参数影响分析,得到了成桥索力、拱肋应力、拱肋变形等受不同参数的影响程度,为背景工程实桥施工控制提供了重要依据,也为类似工程施工控制提供了参考。

钢—混叠合梁桥面系无横撑下承式系杆拱桥总体设计

冯家江大桥位于北海市海景大道跨江连接线上,是本区域内连接冯家江南北两岸的唯一跨海通道。冯家江大桥主桥采用单跨100m简支结构钢—混叠合梁桥面系无横撑下承式系杆拱桥,桥梁造型优美,结构受力合理。针对工程概况、桥型方案、总体布置、结构设计及计算内容进行了详细的分析,希望对同类型桥梁工作人员有一定借鉴意义。

下承式系杆拱桥支架体系施工安全分析研究

以某支架体系施工钢箱梁系杆拱桥为例,借助有限元软件,对其各个施工阶段和成桥状态各种荷载组合下结构体系进行了详细静力和稳定性计算分析。结果表明:支架强度和稳定性均符合相关规范限值要求,整个桥梁施工过程是安全的。该支架体系施工方法可为同类桥梁施工提供参考。

中承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚应力分析

文章以毕节市倒天河综合治理三期工程一号路大桥为依托,采用有限元软件MIDAS-FEA建立拱脚的局部有限元模型,并进行数值模拟分析。通过模拟拱脚在设计荷载下的受力情况,研究钢管混凝土系杆拱桥拱脚应力状态,提出改善拱脚应力状态的措施,为同类桥梁的设计和施工提供依据。

下承式钢箱网状吊杆系杆拱桥结构设计分析--以引江济淮兆河Ⅰ级航道姥山桥为例

网状吊杆拱桥为部分斜吊杆与其他斜吊杆至少交叉二次的加密型尼尔森体系拱桥,吊杆相互交叉成网状,拱肋多为钢箱和钢管结构,小跨径也有使用钢筋混凝土拱肋。由于拱肋、系梁的弯矩很小,这在很大程度上减小了结构自重,拱的轴力也大幅降低,因此拱肋无需很大的抗弯刚度,其截面比常规拱桥者更为纤细。文章重点介绍了引江济淮兆河Ⅰ级航道姥山桥设计和施工方案。该桥结构形式为190m下承式钢箱提篮网状吊杆系杆拱桥。通过静力计算、稳定分析,验证了该设计方案的合理性以及安全性,可为同类桥型设计提供参考。

下承式钢箱系杆拱桥拱肋参数影响分析

为研究下承式钢箱系杆拱桥拱肋受力与变形受不同参数的影响,文章以某下承式钢箱系杆拱桥为背景工程,通过有限元计算,对拱肋的拱轴线型、矢跨比、拱肋高度、拱肋板厚四个参数进行了影响分析,得到了拱肋受力与变形受不同参数的影响规律,可为类似工程拱肋方案的确定提供参考。

中承式蝴蝶型系杆拱桥三角刚构区域应力分析

为明确蝴蝶型系杆拱桥三角刚构区域的应力分布规律,开展了三角刚构区域光弹性模型试验与有限元分析。结果表明:光弹性模型试验和有限元分析结果相互验证了二者的正确性。三角刚构区边拱拱腹、主拱拱背和转角处均出现局部拉应力,最大拉应力5.40 MPa;横梁节点拉应力较大位置主要集中在横梁边跨牛腿与混凝土主拱结合处、混凝土主拱与横梁上表面结合处、边跨牛腿支座处和主跨牛腿支座处,最大拉应力3.89 MPa,均超过规范限值。建议在三角刚构区的边拱空腹区域两端和横梁转角处等应力集中区域增设加腋和倒角过渡,同时拉应力较大区域加强受拉普通钢筋或预应力钢筋的配置。

大跨度钢箱系杆拱桥主拱钢-混结合段受力分析

为明确大跨度钢箱系杆拱桥主拱钢-混结合段的力学性能,以西双版纳澜沧江黎明大桥为研究对象,利用有限元软件建立钢-混结合段局部精细化模型,分析钢-混结合段在不同荷载作用下构件整体及关键部位的变形与应力分布。结果表明:钢-混结合段应力传递平顺,在偏压工况作用下,结合段混凝土最大压应力为25.22 MPa,钢拱肋Von-Mises应力最大值为145.36 MPa,均小于材料容许值,满足结构设计要求;钢-混结合段内各部位变形过度均匀,混凝土拱肋最大变形为0.94 mm,钢拱肋最大变形为3.46 mm,钢-混结合段拱肋的结构刚度与变形均满足要求。在轴压工况作用下,其应力值较偏压工况模型小12.34%~16.10%,其位移值较偏压工况模型小14.29%~19.61%。通过典型工况模型计算结果,为同类型构件实体模型计算提供参考;同时,为解决钢-混结合段内关键截面存在的应力集中问题,本项目采用了锚杆交替锚固的形式,可为同类型结构的设计与施工提供参考。

下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥吊杆断裂动力分析

以一座下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥为研究对象,采用ANSYS/LS-DYNA软件建立有限元模型,通过接触碰撞的方式进行吊杆断裂的模拟,分析吊杆断裂前后拱桥各结构构件受力状态的变化,判断结构可能发生的破坏形态。分析结果表明,吊杆断裂过程中吊杆、钢管混凝土拱肋和桥道系均会受到断索冲击的作用;与断裂吊杆相邻的吊杆受到断索冲击的作用最大,其轴力变化量为初始轴力的3倍以上,需要考虑由于吊杆断裂过程中产生的大于静力响应的动力作用;吊杆断裂对主梁产生的影响远大于拱肋,拱肋内力变化较小;由于横梁两侧与纵梁连接处焊缝强度不足发生破坏可能导致桥道系局部坍塌。

钢管混凝土系杆拱桥端结点局部应力分析

以某钢管混凝土系杆拱桥的设计为背景，对该桥端结点按块体结构作了局部应力分析，得出端结点的正应力及主应力场图，为该桥的可行性论证及施工设计提供了依据。

下承式钢箱系杆拱桥局部结构有限元分析

吊杆与钢箱拱肋锚固连接处是下承式钢箱系杆拱桥受力的关键部位。针对正在设计中的重庆市江津区滨州路工程的下承式钢箱系杆拱桥,采用大型通用有限元软件ANSYS,对其吊杆锚固结构进行局部受力分析,并对分析结果进行了对比和综合评价,结合分析提出了一些观点。

118m下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚应力分析

采用两步分析法对118 m下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚进行了应力分析,用接触面单元模拟了拱肋钢管壁与拱脚混凝土之间的受力情况,计算了拱脚在最不利荷载的工况下的受力情况,提出了便于监控的控制点,为以后的拱脚施工监控提出参考。

铁路刚架系杆拱桥拱、墩刚结点局部应力分析

铁路刚架系杆拱桥拱墩刚性连接,刚结点采用了钢-混凝土结合结构,由于受力复杂,给结构分析带来了很大的难度,为了摸清结合段的传力规律、评价该区域设计的合理性,采用ANSYS对刚结点进行了局部应力分析。分析表明,大跨度刚架系杆拱桥中,材料的能力主要用于克服恒载作用;施工中应保证剪力键施工质量,以保证钢板与混凝土共同受力,且锚固区需布设钢筋网以分散应力。

下承式钢箱系杆拱桥结构设计分析——以合肥市创新大道桥为例

钢箱系杆拱桥跨径范围100m~300m,外部表现为简支梁,内部多次超静定,由于结构高度低,适用于跨路及河道[1]。同时拱桥造型优美,多适用于市政景观桥梁[2]。文章重点介绍了安徽省合肥市创新大道桥的设计和施工方案。该桥结构形式为140m下承式钢箱系杆拱桥,横向共5片拱肋。通过静力计算、稳定分析,验证了该方案结构设计的合理性以及安全性,可为同类型桥梁的设计提供参考。

钢管混凝土系杆拱桥系梁应力状态分析

以茅茨岘立交特大桥1×128 m系杆拱桥为依托,分系梁浇筑完毕和系梁纵向预应力张拉结束2种工况,将从实桥采集的应力数据进行温度修正后,与有限元模拟值和按1∶16缩尺室内模型的试验结果进行对比分析。分析结果表明：相同工况、相同位置处实桥截面应力实测值、有限元模拟值和室内模型试验值大致相同,误差在0.6%～5%。

高速铁路下承式钢箱系杆叠拱桥的受力分析

以哈大客运专线某138m下承式钢箱系杆叠拱桥为例,采用有限元法,对桥梁的受力特性进行研究。结果表明:桥梁竖向挠度在双线半桥满布ZK活载作用时最不利;在受力上,拱肋全部受压,压应力上拱肋较下拱肋更大,系梁和纵梁则基本都受拉;3种钢构件面外弯曲作用都较小,简化计算时可忽略;横梁则以受弯为主,端横梁面外抗弯刚度较大时,中间横梁可近似认为只受面内弯曲作用;吊杆主要受轴拉作用,中间吊杆应力较大,端吊杆较小;混凝土板的受力状态以第一系统引起的轴拉作用和竖向荷载引起的弯曲作用为主,横桥向应力不控制设计;采用高配筋时裂缝宽度能得到有效控制。

高速公路下承式钢管混凝土系杆拱桥设计

针对昆明市六甲乡跨官南路高速公路跨线桥,介绍了该桥的整体设计,以及拱肋、拱脚、系梁、吊杆等主要构件的设计特点。采用有限元分析软件Midas Civil和Midas FEA进行了全桥整体计算及拱座局部受力分析。计算结果表明该桥结构形式及截面尺寸合理,满足规范要求。

单拱面预应力混凝土系杆拱桥抗震性能分析

采用SAP2000有限元软件建立某单拱面预应力混凝土系杆拱桥的动力分析计算模型,并对结构进行E1、E2水准地震作用下的反应谱分析,对拱肋、吊杆、支座等构件和桩基进行抗震性能校核,结果表明除支座在E2地震作用下发生剪切破坏外,其他构件均满足抗震性能要求。