钢管混凝土桁架式拱桥结构优化与强健性研究

随着我国交通基建工程的发展,越来越多的桥梁在山区中建设,桥梁跨径也越来越大,对桥梁设计与施工提出了更高的要求。为了评判桥梁设计以及优化后的桥梁结构合理性,文章提出了综合考虑强度、稳定性、刚度、关键位置强度、强健性富余度指标的统一公式,可对桥梁结构合理性进行评分,得分越小,桥梁设计越合理。此外,还提出一种桁架式钢管混凝土拱桥拱轴线的优化方法,通过有限元软件进行分析,结果表明优化效果较好。

大跨度桁架式钢管混凝土拱桥简化计算模式研究

提出了桁架式钢管混凝土拱桥分析计算的一种简化计算模式——整体计算模式,推导出了腹杆系剪切变形对桁架抗弯刚度折减系数的计算公式,分析了一实际桁架式钢管混凝土拱桥在施工过程中的结构动态过程反应,并与传统计算模式——桁架计算模式的计算结果进行了对比分析,验证了该方法的适用性和可靠性.

桁架式钢管混凝土拱桥的几项施工技术

松原市江南公铁立交桥为桁架式钢管混凝土拱桥 ,其主拱肋管管径小 ,弯折、对接焊困难 ,在无氩弧焊机的情况下 ,采用普通直流焊机 ,达到氩气保护焊的效果 ,对接焊缝单面成型 ;缀板面大、板薄 ,通过焊接纵横加劲板解决混凝土压注时胀鼓问题 ;横梁利用炮轮运输、吊车吊装 ,并初步调整 ,自制连接器准确调整 。

桁架式拱桥钢管拱肋混凝土灌注施工受力分析

对钢管混凝土桁架式拱桥中钢管及缀板腔内混凝土灌注时拱肋的受力特性进行了分析。分别采用了平面简化计算方法及空间有限元法对拱肋混凝土灌注过程中的应力进行研究,并在对比两种方法计算结果的基础上对简化方法的精度进行了评价。研究表明:在钢管内混凝土灌注时一般可满足受力要求;而在缀板腔内混凝土灌注过程中,钢管与缀板交界处以及缀板横向中心位置始终存在较大的应力,建议对缀板腔进行型钢加劲。同时,本文提出的简化计算方法具有较高的精度,可用于指导此类桥梁拱肋混凝土灌注时泵送压力允许范围的确定。

大跨度钢管混凝土劲性骨架拱圈外包混凝土浇筑过程力学行为研究

为研究单工作面浇筑对拱圈外包混凝土施工过程的影响,文章依托某在建大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥,利用有限元计算程序MIDAS Civil建立全桥分析模型,对拱圈外包混凝土分环分段浇筑过程中的外包混凝土应力、主弦管钢管应力及拱圈变形情况进行研究。结果表明:单工作面浇筑下拱圈外包混凝土应力总体为逐渐增大,局部位置有突变:由于拱架和外包混凝土的联合作用,以第一环外包混凝土合龙为分界点,弦管钢管未包的最大应力为先增大后减小;拱圈变形表现为“上下交替”出现“反拱”现象,但整体上随外包混凝土浇筑呈增大趋势。

大跨度钢管混凝土拱桥吊杆索力优化实用方法

为了简化大跨钢管混凝土拱桥的合理成桥索力调整方案,建立了一种新的吊杆索力优化调整方法。首先基于索力优化的影响矩阵原理,提出了合理成桥索力计算方法,然后结合钢管混凝土拱桥自身受力特性,针对工程中常用的影响矩阵法进行改进。结果表明:优化后的方法可使吊杆张拉简单快捷,利用改进后的影响矩阵法进行大跨钢管混凝土拱桥吊杆索力的调整,更符合吊杆调整的实际施工过程。

大跨度钢管拱混凝土灌注控制措施

为了解决桥梁施工过程中,钢管混凝土拱桥的管内混凝土灌注控制对主拱肋的强度、受力性能及拱轴线形的影响,本文以乌江特大桥这一工程实例,结合实际桥梁大跨度、大高差的特点,提出了一种“三级泵送顶升”灌注控制施工工艺。通过具体案例分析得出,该施工方法可以有效地解决在施工过程中存在的堵管、爆管、混凝土供应不连续、泵压超标、浇筑中断等一系列问题的结论。

钢管混凝土拱桥在上跨城市道路中的施工应用

围绕城市大跨度铁路桥梁的施工应用,通过采用钢管+混凝土组合,将钢管拱肋内填充混凝土,受钢管的径向约束使混凝土处于径向受压的状态,从而显著提高混凝土的抗压强度。桥面结构施工完成后通过张拉拱部系杆来平衡系梁受力,从而增加桥梁跨度,最大程度解决了传统桥梁下部结构基础的工程量大和造价高的问题。

桁架式钢管混凝土拱桥施工动态过程仿真与监控

由于桁架式钢管混凝土拱桥的拱肋同时具有拱桥和桁架截面的特点而得到广泛应用,针对其特点,提出采用整体计算模式对其施工过程进行仿真分析和监控,即将离散的腹杆模拟成连续化的"拟腹板",进行腹杆系剪切变形对桁架抗弯刚度折减系数计算公式的推导,并对某桁架式钢管混凝土拱桥的施工过程进行动态仿真分析,进而对其施工过程进行监控。得到了拱肋整体刚度计算公式,以及钢管混凝土拱桥拱肋混凝土收缩、徐变计算的系数取值范围等参数。实测结果表明,该桁架式钢管混凝土拱桥拱肋应力、拱肋竖向位移控制的精度较高,且受控变量的量值在施工过程中变化的趋势始终与理论值相一致,表明了该文方法的可靠性。

大跨度钢管混凝土拱桥施工控制研究

分析施工控制在大跨度钢管混凝土拱桥施工中的应用,探讨钢管混凝土拱桥施工控制方案的合理性。本文从各个方面考虑,详细分析了钢管混凝土拱桥施工控制误差的原因,并针对这些原因给出了解决方案,为大跨度钢管混凝土拱桥施工控制误差控制提供了理论上和技术上的支持。

大跨度中承式钢管混凝土拱桥荷载试验研究及其结构性能评价

大跨度中承式钢管混凝土拱桥具有轻质高强、跨越能力大、施工方便、造价低等优势,近年来作为拱式体系桥梁被广泛应用于公路和城市道路建设中,由于该类桥型的构造形式和受力特点较常规桥梁复杂,因此对其静力和动力特性进行了研究,采用Midas civil软件建立了桥梁有限元模型,结合静载试验和动载试验研究,并应用加载和工况优化原则,给出了大跨度中承式钢管混凝土拱桥的结构性能评价结果,为同类桥梁的结构性能研究提供了参考。

混凝土灌注顺序对大跨度钢管混凝土拱桥主拱圈施工稳定性的影响

本文基于混凝土灌注顺序与主拱圈施工稳定性关系,深入分析灌注顺序对主拱圈水平位移、竖向应力的影响机理。在此基础上,以某大跨度钢管混凝土拱桥为例,构建有限元模型并配置参数,模拟两种不同混凝土灌注模型下主拱圈应力及变形情况,以期为提高桥梁工程施工效率提供数据支持。

桁架式钢管混凝土无铰拱桥拱肋吊装技术

本文结合某钢管混凝土拱桥的施工,阐述桁架式钢管混凝土无铰拱桥拱肋吊装的方法步骤和技术要点。此方法可为类似的桥梁施工提供参考。

大跨度拱桥钢管混凝土灌注施工质量控制

钢管混凝土拱桥的混凝土灌注工艺影响着钢管混凝土的施工安全和质量。本文以主跨 128?m 的钢管混凝土拱桥——京广特大桥为背景,根据钢管混凝土灌注方法和混凝土浇筑控制措施,分析大跨度拱桥钢管混凝土浇筑时的质量控制方法。结果表明:若灌注混凝土时两侧速度不一致,就会导致一侧混凝土和砂浆流入另一侧拱管,影响混凝土质量;采用先下拱管、然后上拱管、最后浇筑腹板的混凝土施工方法,可以达到混凝土自密实的效果,极大地增大了混凝土的强度和密实度;控制表层混凝土内外温差在25℃以内可以抑制混凝土裂缝的出现。

大跨度钢管混凝土系杆拱桥施工方案研究

大跨度钢管混凝土系杆拱桥在施工过程中结构应力较高、稳定安全系数较小,选择合理的施工方案对于保证结构安全至关重要.通过对丹东月亮岛大桥分析,确定采用硫磺砂浆垫块临时固结承台与拱座、先同时泵送2根下弦管混凝土再泵送2根上弦管混凝土、横梁和桥面板混凝土分段施工等关键过程施工方案,保证了该桥施工过程中的结构稳定和受力安全.该施工方案可为类似桥梁设计与施工提供参考.

大跨钢管混凝土拱桥拱肋新型栓焊节点偏压力学性能研究

随着拱桥跨度和施工海拔高度增加,拱肋钢管节点焊缝连接施工难度加大,传统连接方式不能满足施工安全性及经济性要求。该文提出一种适用于大跨度钢管混凝土拱桥拱肋的新型栓焊节点连接形式,通过外法兰螺栓连接与钢管焊接并用,不仅能够充分保证节点连接安全性、大大缩短施工工期,同时由于使用该节点连接形式无需切除法兰盘,因此能够很好地避免传统连接工艺切割节点法兰盘引起拱肋应力重分布所带来的风险。为研究该节点力学性能,该文进行不同连接方式和偏心距下钢管混凝土柱节点偏心受压缩尺试验,考察钢管混凝土栓焊、焊接节点在偏心受压下的失效模式、荷载-位移曲线、截面应变分布、侧向挠度等力学性能指标。基于试验建立较准确的有限元模型,考察钢管强度、核心混凝土强度、含钢率及偏心率对钢管混凝土栓焊节点柱偏心受压力学性能的影响。结果表明:栓焊连接形式可显著提高节点刚度和稳定性,有效避免节点处产生鼓曲变形;小偏心下钢管混凝土栓焊节点较焊接节点承载力更优,符合拱桥拱肋小偏心受压设计理念。

高速铁路大跨度钢管混凝土拱桥车桥耦合振动仿真分析

以鸭池河桥为工程背景,建立车-桥系统耦合振动分析的数值仿真模型。利用大型通用有限元软件ANSYS建立桥梁的动力分析模型,并计算其空自振特性。通过多体动力学软件SIMPACK对于CRH3动车组模型进行高精度仿真,结合SIMPACK软件和ANSYS软件,建立车桥耦合振动仿真系统,输入轨道不平顺和轮轨关系进行车桥耦合振动计算。车桥耦合振动分析结果表明:桥梁具有足够的刚度,振动状态良好;车辆运行安全性可以得到保障,舒适性指标为"优良"。该桥的车桥耦合振动计算结果为今后类似桥梁设计提供了借鉴,同时也验证了联合仿真的可行性和便利性。

大跨度钢管混凝土拱桥的稳定承载力分析

以湖南南县茅草街特大桥为例 ,讨论大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段和运营阶段的弹性稳定和极限承载力。分析计算时 ,考虑了拱桥结构分阶段刚度变化、截面逐次形成以及构件的极限承载力等影响。

大跨度钢管混凝土双肋拱桥侧倾稳定性研究

根据径向荷载作用下双肋组拼圆弧拱的几何方程、物理方程,考虑结构的总体变形能和构件的局部变形能,利用最小势能原理推导拱桥结构在竖向均布荷载作用下的侧倾稳定临界力的近似解析解,讨论了横撑设置、横撑刚度等因素对稳定性的影响。结合六座大跨度钢管混凝土双肋拱桥在施工阶段和营运阶段的稳定性有限元分析结果,探讨了横撑形式与类型对双肋拱桥的稳定系数和失稳模态的影响规律,对该类桥梁的横撑设置提出了参考建议。

大跨度钢管混凝土拱桥空间地震反应分析

将大跨钢管混凝土拱桥———龙潭河大桥简化为空间动力计算有限元模型,以弹簧作为考虑基础 结构相互作用的边界条件,用空间迭代算法程序计算其自振特性,用Wilson θ程序计算其地震作用下空间几何非线性反应.计算结果表明,基础 结构相互作用对各阶频率、轴力和力矩以及跨中位移均有影响.