基于全站仪的拱桥拱轴线测量和测量结果分析

提出了一种简易可行的拱轴线测定方法,该方法利用全站仪将测站设在拱脚外任意位置,只在两拱脚处设测点进而对拱桥拱轴线进行测量。通过现场测量取得拱桥拱轴线坐标数据,利用SPSS软件绘制出拟合前拱轴线散点图,依据散点图在确定拱轴线形状后,通过对测量数据进行非线性回归分析,进而求得该孔的拱轴线方程,获得精准的拱轴线。实验表明,该方法可减少外业工作量,提高了作业安全性。

桁式钢管混凝土系杆拱桥拱轴线及吊杆索力优化

目前,针对桁式拱系杆拱桥拱轴线形和吊杆索力优化研究相对单一,为得到下承桁式钢管混凝土系杆拱桥的最佳成桥状态,对拱轴线形和吊杆索力进行一体优化。通过基于影响矩阵的最小结构体系应变能原理对吊杆索力进行优化,并利用MATLAB中无约束优化算法进行求解;采用桁式拱肋主管偏心距最小法对拱轴线进行优化。经过迭代计算,得到一组满足偏心距阈值的无约束优化吊杆索力和拱轴线形。结果表明:优化后的吊杆索力较优化前更加均匀且均有不同程度的减小,短吊杆索力减小近30%,其抗疲劳性能得到大幅提高;成桥状态下主拱受力良好,上、下弦杆的跨中弯矩小且均匀,轴力值有所降低;优化后主梁端部截面弯矩值有所增大,轴力值基本不变,优化效果不明显;主拱上、下弦杆钢管和混凝土截面分配应力均小于材料承载力,符合规范要求。

一种基于级数函数的新型拱轴线

基于力学平衡原理、数学推导以及有限元验证等方法,提出了一种新的拱轴线,以降低拱圈内力和应力。先利用拱桥对称原理取半拱隔离体,对任意截面建立弯矩平衡积分方程,将拱轴线方程表示为级数函数,令弯矩平衡积分方程在若干等分点上弯矩为零求得拱轴线初始方程;再引入材料力学挠曲方程,代入弯矩平衡积分方程并建立新型拱轴线的迭代式,并以初始状态拱轴线为迭代初值求得最终拱轴线方程;最后采用有限元方法验证了新型拱轴线理论的正确性,并与常用的悬链线拱轴线进行对比,结果显示内力及应力状态相比所选取的悬链线拱轴线均有较大改善,应用本文方法直接对无铰拱拱轴线进行求解过程简单方便。

拱塔斜拉桥不同拱轴线形的力学特点分析

拱塔斜拉桥兼具斜拉桥和拱桥的特点,其优美的造型很好地满足了桥梁设计对于美学的要求,使其往往成为城市的地标性建筑。现以拱塔斜拉桥的发展历程为依据,总结了国内外该类桥梁的设计、建造情况。以此为基础,分析了不同拱轴线形对拱塔斜拉桥的桥面布置、拱塔受力的影响,从而得到了各类拱轴线形的优、缺点及力学特点。该结论可为拱塔斜拉桥的设计和后期维护提供一定参考。

大跨CFST拱桥拱轴线形的综合评分法

为探究500m级钢管混凝土拱桥拱轴线形的合理程度,从钢管混凝土拱桥成桥状态的强度、刚度、稳定性和拱轴线形优化方法的操作复杂性角度,对各最优拱轴线形进行拱轴线形评判指标计算对比,提出一种可用于定量评判钢管混凝土拱桥拱轴线形的优化程度的方法——钢管混凝土拱桥拱轴线形优化综合评分法(CFST-ARO综合评分法)。文中以波司登大桥为工程实例,对经优化后的抛物线、悬链线及三次样条曲线拱轴线形采用综合评分法进行定量评定。结果表明选用3次样条插值函数优化的拱轴线形内力状态优化效果显著,沿跨径方向应力幅度比其他曲线小且均匀,刚度和稳定性都有所提高;以期为同类型拱桥拱轴线形优化评价提供科学参考。

拱轴线形对上承式钢管砼拱桥结构的影响分析

拱桥最佳的拱轴线主要是合理拱轴线,可以保证拱上荷载压力线和轴线的一致性。在这种情况下,主拱肋截面的应力分布保持了较高的均匀性,主要存在轴向力,因此可以有效利用材料的抗压性能。因此拱肋截面内力分布于合理拱轴线直接相关。上承式空腹拱桥具有一定的特殊性,无法保持压力线和拱轴线的吻合性。因此需要持续进行计算,并基于计算的结果进行调整,确保二者保持较高的一致性。

拱桥拱轴线的优化与选形

根据拱轴线优化的基本原理,以一条初始的拱轴线形及某种特定的荷载工况为基础,建立有限元模型,分析拱轴线各节点、单元间力学关系,通过有限元程序的迭代计算,求得在特定荷载下拱圈上的各个离散点接近于压力线的坐标;再利用曲线拟合的方法得到可应用于实际工程的各次抛物线形,并通过比较确定出结构的最合理拱轴线。最后,给出了两个详细的工程算例,算例结果表明文中所提出算法较好的减少了拱轴线与压力线的偏差,改善了拱圈的受力状态。

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。

考虑几何非线性的新型索拱桥拱轴线优化

鉴于新型索拱桥存在明显几何非线性的力学特点,针对已有拱轴线迭代优化方法收敛性不好的问题,提出在主拱圈为两铰拱的索拱桥有限元模型基础上,进行几何非线性的拱轴线迭代优化方法,以解决考虑几何非线性的超大跨径索拱桥拱轴线迭代的收敛性问题。以跨径600m索拱桥作为算例,验证方法的有效性及收敛性。算例结果表明,与仅考虑线性迭代相比,考虑非线性迭代后的主拱圈弯矩分布更合理,最大正弯矩小35%,最大负弯矩小17%,主拱圈应变能小23%;收敛性分析结果表明,该方法比主拱圈为无铰拱有限元模型方法收敛性能更好,不同的初始拱轴线均能收敛于稳定的结果。

空腹式拱桥新型拱轴线研究

将常规线型作为空腹式拱桥的拱轴线,有着方法上和理论上的不完善.基于空腹式拱桥的实际恒载分布,提出将主拱圈自重与行车道系自重之和的压力线作为拱轴线,由受力平衡微分方程,使用四阶Runge-Kutta法进行求解,提出用悬索线与抛物线的组合作为空腹式拱桥新型拱轴线,通过数学分析、拱轴线坐标、主拱圈内力和实际算例,验证了其合理性.

基于4次样条函数拱轴线优化设计的T-V求解法

拱桥拱轴线可以用4次样条函数表示,而基于4次样条函数的拱桥拱轴线优化设计问题是一个非线性规划问题。采用Topkis-Veinott可行方向法研究了优化求解方法,提出了新算法。通过对上承式钢筋混凝土拱桥实例求解,得到了符合设计要求的结果。计算结果表明,该拱轴线优化模型与初始拱轴线无关,不需要对初始拱轴线的选择做细致研究,只要初始拱轴线是连续曲线即可;在应用Topkis-Veinott容许方向法时,需要注意初始点的选择要求必须是可行点。由于容许方向法的每次迭代都是在可行域中进行的,方向是目标函数下降的方向,每步迭代结果都是可行设计,而且后一步迭代结果比前一步结果要好。因此,该拱轴线优化模型有较好的可靠性和实用性。

拱轴线形激光断面仪的测试方法

我国大量既有拱桥因结构整体性差,设计荷载等级低以及超载现象严重,存在着不同程度的病害,急需进行检测评估和维修加固,准确测定拱轴线形是拱桥检测和维修的基础工作。该文提出一种新的测试方法——拱轴线形激光断面仪测试法,该方法基于无合作目标激光测距技术和精密数字测角技术获得拱轴线检测图,与理论拱轴线比较可确定拱轴线形及破坏程度。多座拱桥的检测试验表明,该法精度高、操作难度小、速度快,效果良好。

大跨径拱桥拱轴线允许偏差的探讨

针对大跨径拱桥发展中拱轴线允许偏差问题进行探讨。指出以设计拱轴线为基础来评定、控制偏差的不足。建议以恒载压力线为基础来评定、控制偏差。通过理论分析推导出实桥恒载压力线的计算方法。根据这一方法 。

三次样条插值确定拱桥合理拱轴线的方法探讨

探讨了在拱桥设计中利用给定的设计初始条件 ,计算出合理拱轴线的特征点坐标 ,应用三次样条插值方法拟合出拱桥设计拱轴线 ,算例表明三次样条插值方法确定的拱轴线能较精确地逼近拱桥的恒载压力线 ,从而有效地减少拱桥主拱圈的弯距及剪力 .

拱轴线最优选择

本文取最不利恒载与活载内力组合下使拱设计最经济合理为目标对象。根据拱的理论及实际经验,建立了内力与拱轴座标的显函数关系式,并利用样条函数描述拱轴线,从而简单地建立起具有显函数式的优化数学模型。采用序列线性规划方法求解,取得了令人满意的结果。实例表明节约显著。

三铰拱的合理拱轴线方程

论述三铰拱的合理拱轴线及其方程，阐明建筑物采用抛物拱、圆拱、椭圆拱以及悬链拱的原理．

拱轴线的统一数学描述探讨——三次NURBS表示法

该文在拱桥传统设计的基础上介绍了圆弧拱、二次抛物线拱、悬链线拱等拱轴线的统一数学描述,论述了3种拱轴线的NURBS技术处理方法和措施,得出了3种拱轴线的NURBS方法的参数计算公式,通过参数的变化控制NURBS曲线的形状,精确描述各种拱轴线,并就悬链线拱的传统计算方法和NURBS计算方法进行了实例计算对比。

高速铁路钢管混凝土拱桥拱轴线型比较分析

研究目的:为探讨钢管混凝土拱桥拱轴线型对结构力学行为的影响,以某高速铁路上承式钢管混凝土拱桥为工程背景,采用Midas Civil建立有限元模型,对比分析恒载或ZK活载作用下不同拱轴线型对结构变形、内力以及稳定性的影响,并探究其影响规律,从而为高速铁路钢管混凝土拱桥的相关设计、施工和运营提供参考或借鉴。研究结论:(1)该结构具有良好的线弹性,不同荷载作用下拱轴线型对结构力学行为的影响规律保持较好的一致性;(2)拱轴线型对结构靠近拱脚区段弯矩、剪力和组合应力影响显著,对跨中区段轴力影响明显,而对L/8截面和L/2截面竖向变形影响明显;(3)高速铁路桥梁面内面外刚度要求高,整体稳定较好,失稳形式主要表现为局部杆件失稳;(4)该研究结果有助于优化钢管混凝土拱桥拱轴线选型以及结构杆件设计。

旧拱桥拱肋及拱轴线形确定方法

在拱桥加固中 ,由于设计资料的缺乏 ,往往需要重新确定其拱肋及拱轴线形 ,该文通过实例分析 ,介绍了几种确定拱轴线形的方法。

拱轴线的新型式—悬索线

基于大跨径或特大跨径等截面拱桥的恒载分布更接近于沿拱轴均匀分布 ,本文推导了拱轴线的新型式—悬索线的拱轴线方程 ,与其它拱轴线型进行了比较 。