空腹式刚架拱桥不同受力体系分析

空腹式刚架拱桥在受力特性上兼具拱和梁的特点,但又不同于简单的梁和简单的拱,有其独特的受力性能。以浙江省湖州市江南水乡南浔古镇某空腹式刚架拱桥为例,对其梁受力体系与拱受力体系的应力和内力进行了对比分析,可供同类桥梁工程参考与借鉴。

多拱联合受力结构体系的研究与应用

新疆哈密市民服务中心采用一种多拱联合受力结构体系,该结构体系由主拱、次拱、水平卧拱、水平桁架、腰桁架及预应力拉梁等组成,其中主拱部分采用非对称拱结构。通过MIDAS Gen软件分别对单主拱、带腰桁架的单主拱、带次拱的双主拱、带次拱及腰桁架的双主拱进行稳定性分析对比,并对三种侧翼抗侧力方案进行力学性能及经济性分析对比,以及对卧拱刚度与结构侧向刚度的关系进行研究,同时进行了整体分析和吊杆作用分析。结果表明,采用多拱联合受力结构体系有利于提高结构的承载力、稳定性以及受力的合理性,在一定程度上实现了结构自平衡、自稳定;在主拱左右两侧采用不同截面的桁架杆件及在轴力较大的拱脚处设置钢管混凝土弦杆的措施可有效提高主拱的安全性和经济性;水平卧拱可有效抵抗大跨度斜面结构的支座推力、水平风压力和温度应力;吊杆的设置对减小腰桁架的竖向位移和杆件内力有显著作用,并可为腰桁架提供杆件截面优化的空间;在设计中需考虑温度影响。

钢管混凝土拱桥静力性能分析

为综合评价一座主跨100 m的下承式钢管混凝土系杆拱桥的静力性能,采用精细化有限元仿真方法,对其在施工阶段、运营阶段拱肋受力、结构刚度以及结构稳定性开展分析,结果表明:施工阶段拱肋截面应力、运营阶段拱肋在承载能力极限状态下应力及承载能力均满足规范要求;承载能力极限状态下吊杆最大轴力为2373.08 kN,满足规范要求;结构一阶模态为拱肋横向侧倾,结构面外刚度较小;结构基频随拱肋刚度增加而增加,拱肋内倾角及横撑布置形式对结构基频无明显影响;结构一阶弹性稳定系数为4.4,满足规范要求。

刚架拱加固施工中拱顶受力分析

随着公路交通量和载重量不断增加,部分刚架拱出现了较严重的病害。通过分阶段计算维修加固时拱顶应力,分析了刚架拱拱顶受力情况。

下承式钢管混凝土系杆拱桥拱肋力学分析

本文采用通用有限元软件建立拱桥结构模型,在尖湖钢管混凝土拱桥施工监控的基础上,对成桥阶段的拱肋进行受力分析计算,并与实际检测数据进行对比,相关性良好。比较结果表明,采用此模型可以基本上模拟钢管混凝土拱桥的实际受力状态,并可为施工监控提供理论支持。

大断面古土壤隧道围岩压力分布规律及支护结构受力特征分析——以银西高铁早胜3号隧道为例

银西高铁早胜3号隧道位于甘肃省宁县境内,为国内首条穿越古土壤地层的隧道。为研究隧道穿越古土壤地层时围岩压力分布情况及支护结构受力变形特征,通过在隧道相同里程布设压力盒、表面应变计和钢筋应力计等传感器,对围岩压力、初期支护受力变形情况进行长期现场监测,并将监测结果得到的频率值换算为力值或应变,最后对数据进行分析。结果表明:1)对于三台阶七步开挖法,围岩压力大致经历了急剧变化—缓慢变化—平稳变化3个阶段,三台阶七步开挖的施工工法决定了相同里程先开挖一侧围岩压力明显大于后开挖一侧; 2)钢拱架呈现三维受力状态,相邻2榀拱架间轴力以受压为主,支护结构的完整程度以及与混凝土的协作关系直接影响轴力变化情况; 3)拱脚应变的最大值主要集中在上台阶和仰拱底部附近。

高铁隧道穿越采空区段围岩变形受力规律分析

为研究高铁隧道过采空区段的围岩变形规律,以太焦高铁皇后岭隧道典型过采空区段工程为背景,通过对典型断面进行隧道围岩变形和拱架内力的持续监测,对比分析不同施工阶段下高铁隧道围岩变形受力规律。分析结果表明:上台阶开挖时是围岩变形发生的主要阶段,隧道最大沉降变形发生于拱顶,占总变形的50%以上,且隧道距离采空区底板距离越近,围岩受开挖和采空区扰动影响越大;钢拱架受力为全环压应力,整体分布呈现“上大下小”“不均匀对称”的特点,受力最大位置出现在拱顶和右拱肩位置,并且拱架受力随着掌子面的远离,其轴力变化速率呈现出逐步减少的趋势。结合位移和应力监测数据分析结果,采空区对隧道的影响高度约为25.7 m。研究成果可为类似隧道过采空区工程的设计、施工提供借鉴和参考。

下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚局部应力分析

拱脚是钢管混凝土拱肋向混凝土的过渡段,局部构造复杂,是拱梁组合桥的关键部位,其受力性能对全桥承载能力和跨越能力至关重要。运用ANSYS软件建立拱脚三维空间有限元模型,计算分析了拱脚在拱肋张拉吊杆前后两种工况下应力的空间分布。根据分析结果可以得到,拱脚受力以纵向压力为主,应力分布较为均匀;局部出现小范围拉应力,且拉应力值不大。因此,在整个拱桥结构中,拱脚受力合理,满足实际工程需要。

钢筋混凝土拱围堰在桥梁基础施工中的应用探讨

针对目前桥梁基础工程应用钢筋混凝土拱围堰过程中存在的问题缺陷,文章分析了钢筋混凝土拱围堰的应用特性,并提出了实践控制的方法策略,其目的是为相关建设者提供一些理论依据。结果表明,将钢筋混凝土拱围堰的施工形式与桥梁基础工程的实际情况结合,是实现其作用价值的关键。研究人员应在明确这一点的情况下,提高其作用于实践的普及度。

连续梁拱组合桥梁上部结构的施工技术研究

文章首先介绍了不间断梁拱组合桥梁的进步和其受力的不同之处,然后以实际工程为例,针对该类型桥梁上围构造建设的主要技术进行具体的研究和讨论,分析了不间断梁拱组合桥梁的主要建设环节在力学方面的能力,吊杆受力及其他上围构造在建设时期承受力方面的作用,保证了桥梁建筑的建设质量。

跨水库大跨度中承式钢箱拱桥稳定性分析——以新滩溪特大桥为例

新滩溪特大桥为跨径170 m的中承式钢箱拱桥,拱肋采用单箱单室钢箱截面。为了研究大跨度中承式钢箱拱桥的稳定特性,文章采用midas Civil建立了该拱桥的三维有限元模型,分别研究了恒载和恒载+活载组合下拱桥关键部位的受力特性,并对其各关键部位的安全性及稳定性做了相应的评价。通过数值计算研究,可进一步认识大跨度中承式钢箱拱桥的受力特征,所得结论可为同类型桥梁的设计提供参考。

预切槽法开挖黄土隧道的切槽方式研究

结合目前研制的中心轴式预切槽机械开展现场试验的需要,数值模拟研究顺序3段、5段、7段和跳跃7段切槽方式对于地层沉降、预筑拱变形及受力的影响,并在宝兰客专洪亮营黄土隧道现场进行了1环切槽及灌注混凝土试验,以测试预切槽机械的性能。结果表明:随着切槽分段数目的增加,地层沉降和预筑拱的收敛变形均逐渐减小,顺序7段切槽方式在控制地层和结构变形方面最为有利;预筑拱拱脚在4种切槽方式下均会承受较大拉应力,且超过了混凝土抗拉极限强度,其他部位拉应力均在安全范围内,因此应在拱脚处增加锁脚,并及时对预筑拱进行加固,以提高预筑拱的抗拉能力,防止其结构发生破坏;分段切槽灌注模式在黏质黄土中成槽的稳定性较好,而在砂质黄土中成槽的质量和灌注成型的预筑拱质量较差。

隧道下穿采空区初期支护围岩变形及受力研究

为研究隧道下穿煤层采空区影响下围岩变形和支护构件受力规律,以郑(州)-太(原)高速铁路太(原)-焦(作)段控制性工程——皇后岭隧道为工程背景,开展数值分析以及现场监测,对比隧道常规段、下穿采空区段围岩位移、拱架受力以及围岩接触压力。结果表明:采空区对隧道围岩位移存在一个高度影响范围,约1.81~2.29倍的隧道洞径;上、中、下台阶开挖引起的拱顶位移比重为6∶2∶2,上台阶开挖属于重点监控时期;围岩变形的稳定时间为35~40 d。拱架整体受压,下穿采空区段拱架轴力均值约为常规段拱架的2倍,轴力分布离散率约为常规段拱架的5倍。下穿采空区段拱架轴力分布非对称显著,拱顶为承担围岩压力的关键部位;常规段拱架轴力整体分布均匀性良好。下穿采空区段围岩接触压力非对称现象显著,常规段围岩接触压力近似对称分布。围岩接触压力均值变化规律不同,稳定后大小基本相同。下穿采空区段围岩接触压力分布离散率约为常规段的1.5倍。常规段围岩接触压力分布形态先于拱架轴力保持稳定,隧道下穿采空区段的情况则相反。研究结果为隧道穿越采空区围岩稳定性分析提供了参考。

贵阳未来方舟G7框支转换结构分析与设计

贵阳渔安安井温泉旅游城未来方舟G7为大型商住综合体项目,塔楼与商业裙楼设缝分开。其中裙房采用框架结构,共7层,3栋塔楼为高度180~210m的超高层住宅,采用框支剪力墙结构。塔楼由于高位转换且转换层以上层数较多,结构受力相对复杂。采用ABAQUS对框支转换构件进行三维实体有限元分析,揭示框支转换结构“拉杆-拱”受力机理;通过改变转换层位置,研究框支剪力墙与落地核心筒之间的剪力传递规律;提出两种方便转换梁拉筋贯通锚固的框支转换节点形式,并论证其安全可靠性。对转换梁、框支柱、框支连接节点、框支剪力墙、落地核心筒以及转换层上下几层楼盖等转换结构相关构件进行分析,并采取相应构造加强措施,保障转换结构受力安全,使得整体结构达到预设的C级抗震性能目标。

苏龙珠黄河特大桥设计与施工技术分析

钢管混凝土拱桥以其合理的受力性能,良好的经济优势和独特的美学价值,在我国迅速发展。超200m跨径的钢管混凝土拱桥已经有数十座,以中下承式结构为主,上承式结构相对较少。以苏龙珠黄河特大桥上承式钢管混凝土拱桥为依托,进行了主拱肋的受力分析,并研究了温度对其受力的影响;对立柱进行了在温度荷载作用以及联合作用下的受力分析;对拱脚受力进行了局部分析。得出了一些实用结论,对类似工程施工具有较好的借鉴意义。