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。

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。

不同拱轴线形下两铰拱结构的承载性能研究

不同荷载工况下拱轴线形对拱结构的内力分布及位移变形影响显著。为探究不同典型拱轴曲线的承载性能,通过对任意荷载作用下两铰拱的支反力及截面内力分析求解,推导建立了标准圆曲线拱、椭圆拱、抛物线拱及悬链线拱的拱轴方程,结合有限元分析探讨了不同拱轴线形的拱结构在全跨均布荷载与半跨均布偏载作用下拱结构的支座反力、拱轴内力和拱轴变形规律。研究结果表明:拱结构的支座反力与荷载布置方式关系密切;拱轴线形变化对拱轴轴力影响不大,但对拱轴弯矩分布影响突出;椭圆线拱轴相较抛物线拱轴的拱结构内力分布及位移变形对荷载变化的适应性低。

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。

沪昆高铁北盘江特大桥主拱结构形式及参数比选

沪昆高铁北盘江特大桥位于我国云贵高原艰险山区,主桥采用445m的上承式混凝土拱桥跨越V形峡谷,最高设计行车速度350km/h。依据该桥的艰险山区建桥条件和高速铁路使用功能要求,对其主拱的结构形式及主要结构参数进行研究。在选定劲性骨架施工方法的基础上,对比分析箱形板拱和箱形肋拱2种拱圈结构形式,从主拱施工的便利性和灵活性等考虑,优选了箱形板拱结构。对比三次样条曲线、高次抛物线和悬链线3种拱轴线形,最终选择了使全拱的应力更均匀的悬链线,拱轴系数取1.6。拱圈构造采用施工便利、整体性更好的等高、拱脚附近局部变宽的单箱三室截面,拱圈高度选用9.0m,拱圈宽度根据车-桥耦合仿真分析结果优选了18～28m方案。主拱圈顶板、底板厚度,根据其应力累加的过程和受力要求进行分段设置,可充分利用材料强度。

箱型拱桥拱圈线形设计及拱座局部分析

文章结合贵州山区某现浇箱型拱桥的设计,介绍了其拱圈线形设计的原则,通过全桥动力分析,给出该类型拱桥最先失稳的结构单元,并结合拱座局部分析结果,给出拱座设计和施工时的注意事项和处理措施。

三跨钢管混凝土系杆拱桥优化研究

以某座拟建跨度为100+175+100m的三跨钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,利用Ansys优化模块,以拱肋、吊杆与系杆的综合造价为目标函数,建立了边跨、主跨的优化模型,相关结论对同类桥梁的设计具有参考意义。

基于网状吊杆体系的大跨度钢拱桥拱肋方案优化研究

大跨度单肋钢拱桥应用较少,仅可参照绝大多数钢拱桥的建设经验,采用柔性竖直吊杆布置方案,但拱肋、主梁竖向位移偏大。网状吊杆体系受力更优、竖向刚度更大,可解决竖直吊杆体系竖向位移偏大的问题;能显著减少拱肋和主梁活载下弯矩。以某大跨度网状吊杆钢拱桥为研究对象,从矢高、拱轴线形、截面尺寸等方面进行拱肋方案优化研究。

大跨度下承式简支系杆钢拱桥拱肋方案研究

某桥为主跨345 m下承式简支系杆钢拱桥,为特大型市政桥梁。主跨300 m以上的同类型桥梁在国内外应用较少。以该桥为研究对象,从截面形式、矢高、拱轴线形等方面对该桥进行拱肋方案研究。分析结果表明:基于研究确定的拱肋方案,该结构体系各项指标满足要求,可应用于大跨度市政桥梁。研究成果和研究方法可为同类型桥梁设计提供参考。