大跨上承式拱桥拱上建筑碰撞效应多尺度模拟研究

大跨上承式拱桥的拱上建筑属于高度非规则梁式桥跨结构,在地震作用下的碰撞效应不仅有别于普通规则梁桥,而且还会受到拱圈变形的影响。为了探明大跨上承式拱桥拱上建筑在地震作用下的碰撞效应,基于三维碰撞-摩擦分析方法和材料塑性损伤本构关系,采用多尺度模拟研究了某大跨拱桥拱上建筑相邻主梁在伸缩缝处以及主梁与限位挡块之间的碰撞行为与局部损伤特征,并进一步探讨了拱上建筑分联方式对碰撞效应和拱上立柱剪力响应的影响规律。研究表明:全简支的拱上建筑易在1/4跨附近的伸缩缝处产生最大碰撞力,而且由于受主拱空间变形的影响,主梁在伸缩缝处易发生局部偏心碰撞,严重损伤集中于外侧小箱梁;无论拱上建筑采用哪种分联方式,主梁与限位挡块之间最强烈的碰撞效应都发生在拱顶附近;分联方式对碰撞效应有重要影响,采用全连续或分联连续的拱上建筑可大幅降低伸缩缝和挡块2个部位的碰撞力,避免1/4跨附近发生最大碰撞效应。因此,拱上建筑的合理布跨和分联是减轻大跨拱桥碰撞效应的有效途径。

劣化拱轴线大跨石拱桥拱上建筑调载工序研究

在分析附加内力对劣化拱轴线大跨度石拱桥内力影响的基础上,运用影响线加载法对拱上建筑进行分节段分步骤调整,通过Midas/Civil结构软件对调载工序进行验证,提出劣化拱轴线大跨度石拱桥拱上建筑合理调载工序。工程实践应用表明,所提出的劣化拱轴线大跨石拱桥拱上建筑调载工序是合理的、可行的。

混凝土拱桥拱上建筑轻型化研究

制约混凝土拱桥向更大跨度发展的主要问题是结构自重大和施工架设困难。为提高混凝土拱桥的竞争力和促进该桥型的进一步发展,以420 m跨径的重庆万州长江大桥为工程背景,通过桥道系连续化和采用组合结构代替原有混凝土结构等方式来进行混凝土拱桥拱上建筑轻型化研究。与原设计在静力性能和地震响应分析的比较结果表明,桥道系连续化对减轻拱上建筑结构自重的效率较低,其静力性能与抗震性能提高也不大;而采用组合结构可使得拱上建筑结构自重减轻35%,拱脚轴力和弯矩分别降低了16%和17%,三向地震作用下的拱脚横向弯矩和拱顶横向位移分别减小了13%和18%,拱脚纵向弯矩、轴力分别降低了45%和44%,具有可行性。

一种石砌拱上建筑结构加固新方法

针对空腹式拱桥石砌拱上建筑存在严重病害的情况,提出一种用钢筋混凝土周边框架增强石砌拱上建筑结构的新方法;探讨了用钢筋混凝土周边框架增强石砌结构的力学特点,提出了简化的实用计算方法;针对依托工程桥梁,分析比较加固前后桥梁结构的受力状态。

朔准线黄河桥主桥拱上建筑结构研究

拱上建筑是上承式拱桥结构的重要组成部分,它将桥面荷载传递给拱肋,引起拱肋内力发生变化;同时,拱肋结构的变形又反作用给拱上建筑,对拱上建筑的内力和变形产生影响。本文从拱上建筑结构形式对桥梁拱上建筑高度、结构静动力性能、工程造价等因素的影响进行分析,确定了朔准线黄河桥主桥拱上结构为大跨度上承式拱桥。

双曲拱桥拱上建筑联合作用的研究

双曲拱桥拱上建筑结构在一定程度上要参与拱圈受力,在以往设计这类拱桥时,限于计算手段,未做空间结构分析。对于在役的双曲拱桥,为客观评定其实际承载能力,合理计算拱上建筑的联合作用,具有现实意义。该文以拉林河双曲拱桥为依托,应用MIDAS有限元分析软件,采用梁格法建立了双曲拱桥的空间计算模型,分析了在拱桥矢跨比、腹拱矢跨比一定的条件下,腹拱圈刚度、立柱刚度以及拱圈截面纵桥向的位置对联合作用的影响。

考虑拱上建筑联合作用的石拱桥有限元分析

建立石拱桥有限元模型时,为使结果更接近实际受力情况,需考虑拱上建筑联合作用影响。以此为基础,提出横向系杆法和等代拱法2种方法改进计算模型,并在工程实例中论证2种方法的可行性和有效性。为石拱桥的承载力评估和加固等提供指导。

等代拱法考虑拱上建筑受力的多跨空腹式拱桥荷载试验应用

对于空腹式拱桥设计阶段不考虑拱上建筑参与受力,这与桥梁实际受力状况不符,拱上建筑在一定程度上要参与拱圈受力。为了更好地空腹式拱桥的真实受力情况进行反应,在计算模型的时候考虑拱上建筑的影响是很十分必要的。对一座三跨空腹式拱桥的荷载试验,采用等代拱法考虑拱上建筑的影响建模分析,通过实测数据与理论数据分析对比,校核计算合理性,为同类型拱桥的荷载试验提供参考。

中小跨径双曲拱桥拱上建筑最优拆除方案研究

本文以矿山桥(东)为例,综合考虑桥梁所处地理位置和经济成本并利用有限元软件对控制截面进行计算,介绍中小跨径双曲拱桥最优拆除方案,对今后类似桥梁的拆除工程具有借鉴意见。

钢筋混凝土箱形无铰拱拱轴线与拱上建筑优化研究

以240 m跨的斜拉悬浇拱桥贵州沙坨特大桥为工程背景,采用简支T梁和全桥不分联钢-混组合梁并根据结构参数确定拱轴系数并优化后进行有限元静力计算,分析拱上建筑轻型化与拱轴系数对桥梁结构的静力的影响,优化拱圏内力,向超大跨径发展提供一个有效途径。

拱上建筑加载顺序对主拱圈的影响

以钢管混凝土肋拱桥为例,根据结构有限元理论建立空间分析的有限元模型,研究了拱上建筑加载顺序对主拱圈变形及受力的影响,从而选择更为安全的拱上建筑施工加载顺序。

改变拱上建筑体系的双曲拱桥加固拓宽技术

将空腹式双曲拱桥的拱式腹拱及拱顶实腹段等拱上建筑拆除后 ,重建为连续板式拱式建筑 ,从而达到减轻恒载 ,调整主拱圈受力状态 ,改善桥梁荷载横向分布性能 ,提高桥梁承载能力的目的 ;并在利用和加高腹拱墩的同时 ,将墩帽外悬加长 。

上承式钢管拱桥拱上建筑施工技术研究

以准朔铁路黄河特大桥360 m上承式钢管混凝土提篮拱桥拱上建筑施工为例,分析上承式钢管拱拱桥拱上建筑施工的技术要点,提出拱上建筑"预制、现浇"相结合的方法,该技术保证了黄河特大桥拱上建筑施工的安全性和经济性,效果显著。

旧拱桥拱上建筑拆除施工与方案设计

采用200 t大型汽车吊对一座等截面悬链线箱型拱桥拱上建筑的拆除过程进行设计,对桥面板拆除、盖梁、立柱、基梁、台帽与垫石拆除进行着重介绍。实际施工结果表明,采用大型起吊设备进行拆除施工,具有安全、快速、经济的优势,采用MIDAS-civil有限元软件对拆除过程不同施工工况进行数值模拟分析,为该类工程的施工方案提供数据支持。

大跨度拱式渡槽拱上建筑加载顺序的研究

以某大跨度拱式渡槽为背景,根据结构受力特点与现场施工的实际需要,基于结构受力安全、施工快捷及安全的原则,建立有限元模型并对拱上建筑的加载顺序进行对比分析,获取在各加载顺序下主拱圈的挠度及应力变化情况,最终确定对主拱圈变形及受力影响较小、且更为安全的拱上建筑加载顺序。

大跨径钢管混凝土拱桥拱上建筑施工优化研究

大跨径钢管混凝土拱桥拱上建筑是上承式拱桥的重要组成部分,起着将桥面荷载传递到拱肋的作用,拱上建筑的施工往往会对拱肋结构的受力、位移和稳定性产生很大的影响.以某大跨度钢管混凝土拱桥为依托,建立有限元模型,就其拱上建筑的施工进行了优化研究,最终确定了拱上建筑分阶段、穿插进行的施工方法,为同类桥梁施工提供参考和借鉴.

拱上建筑的其他细部构造

介绍了拱上建筑的其他细部构造。即拱顶填料、桥面铺装及人行道、伸缩缝、变形缝、排水与防水层以及拱铰。

钢管坦拱桥拱上建筑联合作用分析

矢跨比小与1/5的拱桥通常称之为坦拱桥,该类拱桥的受力模式兼具梁桥受弯以及拱桥受压的特点。以一座钢管坦拱桥为工程背景,建立了有限元模型,对不同的加载模式下拱上建筑的联合作用进行了数值分析。结果表明:跨中部分拱上建筑的联合作用非常明显,其显著降低了未灌注混凝土拱肋部分的应力水平及挠度;在拱脚附近的拱上建筑联合作用较弱,仅对拱脚附近的拱肋应力水平有部分改善。该钢管坦拱桥结构受力合理,可为同类桥梁的设计提供借鉴和参考。

拱桥改造加固新途径——梁拱式拱上建筑新桥型专题之一

介绍拱桥维修和加固改造中的一种新方法。通过拆除拱式拱上建筑中的拱上填料、侧墙、护拱等传力结构 ,从拱背上加强拱圈 ,变拱式拱上建筑为梁拱式拱上建筑 ,在加强拱圈的同时 ,还能减轻桥跨结构的自重。这种加固方法 ,质量较好 ,造价较省 ,施工比较方便。

某多跨双曲拱桥改造设计关键技术

以某双曲拱桥加固改造工程为例,在主拱圈状态良好的状况下以减重、提高耐久性为设计原则,采用连续板式拱上建筑改造方案。在对空腹式双曲拱桥改造进行研究的基础上,提出钢底模现浇混凝土整体连续板、现浇悬臂挑梁的改造方案;对行车道板支撑形式及对横隔墙受力的影响进行分析研究;在保证桥面能够不中断交通的情况下,提出对称、均衡、分期改造的方案。改造后该双曲拱桥承载能力提升、耐久性提高,取得了良好的改造效果。