亭子口灌区一期工程王家桥大跨度拱式渡槽设计要点分析

拱式渡槽是一种使用广泛的水工输水交叉建筑物,相对于梁式渡槽,拱式渡槽具有跨越能力大、承载力高、变形小等优点,特别是在跨越高深峡谷时,拱式渡槽可以解决高墩、长槽等难题。拱式渡槽的主要承重结构是拱圈,矢跨比、拱轴线结构形式是拱式渡槽拱圈设计的主要参数,直接影响着拱的内力及截面应力分布。通过对大跨度拱式渡槽承重结构拱圈的矢跨比、拱轴线结构形式等设计要点进行分析,并结合工程实例分析拱圈轴力和弯矩的分布规律,为大跨度拱式渡槽结构设计提供一定的参考。

强震作用下肋拱式渡槽动力响应及损伤破坏机理研究

为探究强地震作用下肋拱式渡槽结构的损伤破坏演化过程,以长岗坡渡槽为例,建立肋拱式渡槽结构三维非线性有限元模型,采用黏弹性人工边界方法来实现无限域地基的精准模拟,引入混凝土塑性损伤本构模型,开展不同地震强度作用下肋拱式渡槽结构的动力响应分析及损伤破坏模式的研究。研究结果表明:渡槽结构的动力响应随地震强度增大而增大;地震作用下,基于塑性损伤本构模型,通过模拟得到渡槽结构的峰值位移、峰值加速度响应均较线弹性本构模型模拟结果大,主要是因地震波的持续作用使结构出现塑性损伤,致使刚度退化;反之,峰值应力较线弹性模型结果小,主要是因结构出现的塑性损伤会导致结构阻尼增大,耗散能增大。渡槽整体结构损伤严重的部位为顺槽向靠近支墩位置的槽体、跨中肋柱以及支墩、肋拱、肋柱交界处,明晰了槽体、小腹拱、支墩等构件的损伤演化破坏演化过程,揭示了其主要是由结构受力不均而引发的混凝土受拉损伤破坏的损伤破坏机制。研究成果明晰了渡槽结构的抗震薄弱部位,可为类似渡槽结构的抗震设计及加固处理提供理论基础。

拱式纵梁码头船舶撞击试验及动力响应特性研究

拱式纵梁码头是一种新型的码头结构,有着跨度大、充分发挥基桩承载能力的优势。该结构适用于外海深水条件,船撞力作用下的码头结构力学性能值得关注。通过实船试验,研究不同靠泊速度、不同压载条件下,船舶靠泊拱式纵梁码头时主要构件的动力响应指标。基于有限元软件,建立船舶碰撞拱式纵梁码头数学模型,并通过物理模型试验验证其正确性。将码头长度、宽度、基桩尺寸、桩长相同的拱式纵梁码头和梁板式高桩码头,用相同的船舶以相同的撞击速度、撞击位置进行船舶撞击数值模拟,分别对动力响应指标进行分析。研究结果表明:拱式纵梁码头有较强的抵抗水平荷载能力,但在基桩与墩台连接处应力集中现象明显,设计时需进行局部加固。研究结果可为拱式纵梁码头在工程中的推广应用提供指导。

考虑水-结构相互作用的大跨度、大断面拱式渡槽结构地震响应分析

拱式渡槽作为常用的水工建筑物,在我国广大地区尤其是地震区广泛分布。在受到地震作用后,结构往往会受到较大影响,对于大跨度大断面拱式渡槽结构,地震影响有其特殊性,其影响更大,甚至会产生破坏。以鲁支河渡槽为对象,基于有限元软件,采用附加质量法和调谐质量阻尼器(TMD)考虑水与渡槽结构相互作用。分析结构的自振特性后,用线性时程分析法对渡槽结构进行地震响应分析研究,最后得出结论:针对类似的渡槽结构进行地震响应分析时,需考虑槽中水体对结构自振特性及抗震性能的影响,并在进行抗震设计时应着重考虑渡槽的横向刚度和拱圈拱脚处、拱圈1/4处的受力性能。

梁拱式组合结构在大跨度重载地埋泳池中的应用

在大跨度重载地埋泳池结构工程中,作者比较了3种结构选型方案。受新型空腹式ASGRF桥结构体系的启发,采用型钢混凝土梁拱结构进行计算和设计,可以在不影响净高的条件下,实现全埋式地下泳池的建筑功能。在构造措施上对截面钢筋进行了深化排布,避免型钢、钢筋碰撞和浇筑困难。在底板处通过施加预压应力,对拱脚处的外推力进行了平衡。可为同类型大跨度地埋式结构的设计提供参考。

大跨度上承式预应力拉杆拱式渡槽结构分析

预应力拉杆拱式渡槽是一种全新的渡槽结构形式,因主拱圈主要承受轴向压力而适用于大跨度结构。采用盈建科软件对胶东调水上承式预应力拉杆拱式渡槽进行整体有限元计算,对各工况下渡槽主拱圈及预应力拉杆进行了结构受力分析,并根据计算结果,对渡槽主拱圈及预应力拉杆进行了承载能力分析。该方法操作简单,结果合理、可信,有利于拱式渡槽设计及复核。

混凝土连续梁桥附加拱式体系加固方案

针对混凝土连续梁桥运行过程中存在的挠度过大问题,以某跨河公路桥梁为例,结合病害调查结果,对桥梁主梁挠度过大的原因进行分析,并提出附加拱式体系加固方案设计思路,进而对施工控制要点和加固效果进行分析评价。结果表明,所采取的加固处治方案能有效解决预应力混凝土连续梁桥既有裂缝、下挠等病害,并提升结构极限承载力,改善结构运行的安全性与耐久性,可在类似桥梁加固处治中推广应用。

拱式渡槽结构受力性能三维有限元分析

拱式渡槽具有主拱圈主要承受轴向压力的特点而适于混凝土材料的承压性能,加之其造型美观而成为南水北调中线工程干渠左岸排水渡槽的可选结构形式。采用三维有限元方法,结合南水北调中线工程河北段干渠左岸排水渡槽结构设计,研究分析了各种荷载工况下渡槽主拱、矩形槽身纵墙和纵向大梁及底板等控制截面的应力分布规律,为工程设计提供了计算依据。

拱式桥梁的新进展──成渝公路内江提篮拱桥建成

成渝公路内江新龙坳立交桥，在提篮拱体系．钢管混凝土劲性骨架．交叉吊杆．骨架侧转施工、管心混凝土泵压灌注等方面．开展了研究和实践；对大跨度拱桥的新材料、新结构、新工艺应用进行了成功的探索，本文就此表达了作者的见解。

大型拱式U型薄壳渡槽结构的模态分析

采用三维有限元方法对拱式U型渡槽结构进行了模态分析 ,包括空槽、3.5m水深 (出于研究目的而采用的参数 )、设计水深和满槽水深等工况 .分析了流固耦合的渡槽结构的基本动力性能和水体对渡槽结构的影响 。

大夹角蝶形拱式连续梁V撑局部应力分析

针对V撑结构受力复杂的问题,以大黑河岛蝶形拱式连续梁桥为工程背景,采用先整体后局部的分析方法,分别建立整体分析和V撑局部分析有限元模型,根据整体模型分析中在各荷载工况下的计算结果,分析局部模型中V撑关键部位的应力分布。对V撑在大夹角(115.6°)、结构自重及预应力影响下的局部应力进行数值模拟,揭示其变化规律。结果表明:斜撑底部截面受力最不利,且应力分布不均匀,应当予以加强,并给出了结构加强的参考意见。

强震下拱式体系桥梁震害特征及抗震研究

以汶川地震中拱式体系桥梁震害为主线,总结主拱圈、横向连接系和其它附属构件及减隔震设计拱桥的破坏情况,对国内外拱桥的震害特征及原因进行了剖析。以目前应用数量占优的钢管混凝土肋拱桥为具体背景,对拱式体系桥梁的抗震理论、抗震试验和减隔震设计进行了评述。分析认为拱式体系桥梁竖向和纵桥向抗震存在一定的安全储备,但横桥向存在明显的抗震薄弱环节。针对钢管混凝土肋拱桥横桥向振动及倒塌特点,就目前在拱式体系桥梁中引入防屈曲支撑代替横撑以形成耗能减震结构提出了建议及具体可行设计方式。

大跨度拱式转换结构的力学性能的试验研究

提出了大跨度拱式转换结构的概念.该新型结构由钢管混凝土拱、钢吊杆和钢梁组成,具有受力性能好、充分利用材料性能、满足建筑使用功能等优点.通过2个模型试件的试验,研究了该转换结构的力学性能.试验结果表明,采用该结构可实现多高层建筑的结构转换并获得建筑上的大空间和大跨度,具有优越的承载能力和刚度.其组成构件的受力特点是:拱为一全截面受压的压弯构件,楼面横梁为既平衡拱水平推力又承担楼面荷载的拉弯构件,竖向吊杆为承受自下而上增大的轴向拉力的拉弯构件.

大跨度拱式结构应急抢修梁研究

为提高战时大跨度桥梁抢修抢建能力,阐述了现有应急抢修梁现状及存在的主要问题,并借鉴现代桥梁的各种结构技术,对可适用于大跨度应急抢修梁的结构进行对比分析,提出了大跨度应急抢修梁的新形式——拱式结构,并论证提出拱式结构抢修梁的战术技术指标和总体技术方案,并应用ANSYS软件对方案进行有限元分析。

大系统分解─聚合法在拱式渡槽整体结构优化中的应用

该法以渡槽整体造价最低作为总目标函数，将整个系统分为槽身、排架、主拱圈３个子系统，分别采用不同方法对各子系统进行优化；以排架间距作为关联变量将各子系统目标函数进行聚合，并由聚合模型确定出整个系统的最优解；最后通过关联变量将系统最优解返回子系统，寻得各子系统的最优方案．

超大跨径变截面钢筋混凝土拱式渡槽抗震分析

结合跨径200m的超大跨径变截面拱式渡槽的结构设计方案,通过建立有限元模型,对渡槽进行了动力特性和地震响应分析。结果表明,设计方案拱轴系数的取值合理,拱脚偏心弯矩引起的拉应力在允许范围内;变截面的做法增大了拱脚截面刚度,增强了拱圈的稳定性,有效地减小了起控制作用的拱脚处的轴向拉应力,可满足渡槽抗震要求。

高桩码头拱式纵梁结构

针对拱式结构受力,结合码头工程及其荷载特点,提出了高桩码头双跨连续拱式纵梁结构型式,相对于单一的拱脚固结或拱脚配置拉杆的拱式纵梁型式,该结构能充分利用混凝土的抗压性能,不但扩展了码头结构的跨越能力,而且减小了拱脚对桩基的水平推力。文中结合上海港洋山港区某工程实例,开展了多种改进的拱式结构与普通纵梁结构内力对比研究。结果表明,采用改进的拱式纵梁结构,排架间距可增加到30 m,总桩基数量比实际工程大大减少,明显降低了工程量,加快了施工进度。

中小河流拱式生态护岸的数值试验研究

在人工阶梯深潭泥石流治理技术的基础上提出适宜于小流域或支、毛沟防护的拱式生态护岸技术。拱式生态护岸是指在岸坡坡脚修筑L型石笼挡墙,在沟谷中间隔一定距离顺应地势抛填块石形成倒拱,有效地将岸坡土体下滑推力传递到沟谷底部并互相支撑。该技术结合生态护坡理念,在河谷两岸种植根系发达的乔、灌、草组合的多样植被,提高坡积体强度,改善流域的水文特性,抑制浅层滑坡和崩岸的发生。数值模拟表明:植被固土可约束边坡的变形,减小滑坡推力,护脚处柔性石笼可变形自适应,释放滑坡推力,抛石倒拱形基础可有效抑制坡面泥石流。

斜拉拱式协作体系桥梁地震响应分析

为了解斜拉拱式协作体系桥梁地震响应规律和特点,指导该类桥型抗震设计与研究,以大连市翔凤河桥——(40+90.5)m斜拉拱式协作体系桥为研究对象,采用有限元软件建立该桥三维有限元模型进行动力性能分析,利用地震反应谱和时程分析方法分析三向地震作用下结构的位移和内力,以及结构非线性对地震响应的影响。结果表明:斜拉拱式协作体系桥梁的动力性能主要振型符合无背索斜拉桥的特点;结构在纵向和横向地震作用下的位移和内力均比竖向地震作用大;在纵、横向地震作用下桥塔于塔梁拱交接位置产生最大内力,拱肋于1号墩处拱脚位置产生最大内力,应特别重视该桥塔梁拱结合处的桥塔和拱肋截面的抗震设计;结构非线性对该桥地震响应的影响比较明显,地震分析计算时应考虑结构非线性。

撞击力作用下拱式纵梁码头排架受力特性分析

简述了拱式纵梁的码头结构形式,分析了船舶撞击力作用下结构横向受力特性,通过ANSYS有限元分析平台建立了该结构的空间计算模型,以码头的一个结构段为例,对撞击力作用下码头排架的受力特性进行了分析研究。结果表明:由于结构的特殊性,撞击力作用于排架时,周边排架仅能承受10%左右的横向荷载;从结构角度来说,可适当增强纵向联接,以增大横向刚度,提升整个结构的水平承载能力。在纵梁简支条件下,撞击力作用时的结构计算可简化为平面问题。结果可为拱式纵梁结构在码头工程中的应用提供依据。