某过江提水工程160m三角桁式拱管桥设计分析

为协调跨江管道桥兼具景观、通航等需求,某过江提水工程管道桥采用截面为正三角形三肢钢管桁架结构,一跨过江。全桥计算跨径160 m,矢高25 m,矢跨比1/6.4,拱肋截面采用3根Ф1000 mm钢管组成,壁厚24 mm。弦杆间的连接腹杆钢管外径均为400 mm,壁厚16 mm。在拱脚4 m范围内采用外包混凝土形式,钢管外20 cm等间距布置剪力钉,并配抗裂钢筋,厚度450 mm。拱座采用圬工混凝土扩大基础,拱座基础以中风化基岩为持力层。采用空间有限元程序MIDAS/Civil对拱管桥进行计算,结果表明,主拱结构强度、稳定性,K型节点和焊缝强度,基础抗滑、抗倾覆计算均满足规范要求。目前,拱管桥运营状况良好,达到预期目标,可为今后过江管道桥设计提供参考。

带L形横撑的大跨CFST桁式拱桥稳定性分析

为研究新型L形横撑在大跨度钢管混凝土(CFST)桁式拱桥稳定中的有效性,以合江三桥为工程背景,采用数值计算和理论分析相结合的方式对其受力性能和稳定性进行比较分析,并利用正交试验和方差分析方法对L形横撑在大跨度CFST桁式拱桥稳定中的显著性进行了检验。结果表明:①对于L形拓扑横撑类型,当K形斜撑设置在主拱肋上弦且靠近拱脚一侧时,主拱的稳定性最好;②与常用的K形、X形和米字形横撑相比,L形横撑对主拱最大轴力、最大面内弯矩、最大面外弯矩、最大应力和竖向变形的影响均较小,仅对主拱水平变形有一定影响;③当各参数在合理的取值范围内时,使用L形横撑代替常用的K形、X形或米字形横撑,不会显著降低大跨度CFST桁式拱桥的分支点和极值点稳定性,工程师在该类拱桥的稳定设计中可以放心选用。

吴家嘴大桥可调曲率桁式拱架施工设计

阐述了利用六四式铁路军用梁拼组 140m可调曲率桁式拱架的设计技术要点和工作原理。

上承式钢管混凝土拱桥桁式拱肋混凝土灌注阶段应力分析

利用大型有限元软件Midas/Civil建立了上承式钢管混凝土拱桥的桁式主拱在混凝土灌注各阶段的空间有限元模型,通过赋予空间梁单元不同的截面特性,并定义不同工况下的截面特性调整系数,实现空钢管截面向钢管混凝土组合截面的转化,从而模拟混凝土的灌注过程。利用有限元模型分析了拱肋在混凝土灌注阶段的应力变化,并且统计分析了拱肋在混凝土灌注阶段的应力变化规律,为同类工程的施工监控与工程设计提供参考。

钢管混凝土桁式拱结构平面内受力性能试验研究

为分析钢管混凝土桁式拱结构的受力性能和破坏形态,进行了钢管混凝土桁式拱模型的试验研究。结果表明:钢管混凝土桁式拱结构节间直腹杆受到较大的竖向力,产生塑性变形,且随着竖向力的增大,直腹杆塑性变形节间增多,塑性变形区域沿拱轴向发展,内力重分布;在达到极限荷载前,桁式拱表现出了较好的整体性,没有出现节点破坏;达到极限荷载时,跨中至四分点附近截面处的节间直腹杆端部屈曲;继续加载后斜腹杆出现端部剪切破坏,最后弦管出现压弯失稳破坏;试验全过程中,桁式拱结构各弦管均未出现开裂现象,也未出现焊接节点或相贯区域破坏。同时,在试验研究的基础上,分析比较了钢管混凝土桁式拱结构、桁梁以及格构柱的受力特性和破坏形态,结果表明,钢管混凝土桁式拱结构的破坏模式与格构柱和桁梁存在较大的不同,桁式拱节间直腹杆受到较大的竖向力,因此,建议实际工程中应对钢管混凝土桁式拱腹杆的受力进行计算与校验。

四肢桁式钢管混凝土拱肋日照温度场及温度效应分析

以曹娥江大桥为工程背景,利用有限单元法对三种工况下的四肢桁式钢管混凝土拱肋截面在夏季各个时刻的温度场进行较为详细的分析,对截面有限元模型进行温度场函数拟合,并对拱肋在非线性温差作用下的结构行为进行探讨,得出的相关结论可用以指导该类结构的设计。

基于遗传算法的大跨钢管混凝土桁式拱肋多目标优化

钢管混凝土拱桥因受力性能好、施工方便、稳定性好、美观等诸多优点,成为了近年来发展最快的桥型之一。此外,钢管混凝土拱桥相对梁桥跨度更大,相对于悬索桥和斜拉桥经济性更好,是目前主跨300~500 m的主要建设桥型。然而传统大跨钢管混凝土拱桥设计中拱肋截面参数确定存在效率低及现有以造价为单目标的结构优化方法所得到结构的性能偏低等问题,基于此,平均单位长度拱肋造价和截面面内抗弯刚度被选取作为优化目标,建立了4管桁式钢管混凝土变截面拱肋的多目标优化模型,并利用NSGA-Ⅱ遗传算法进行了求解,实现了大跨度钢管混凝土拱桥拱肋造价和稳定性2个方面的优化。实例计算结果表明:NSGA-Ⅱ遗传算法可快速、准确地求解出钢管混凝土变截面拱肋以造价和抗弯刚度表征的Pareto最优解集,是该类组合结构多目标优化问题一种高效的求解手段;所得到的Pareto最优解集可供工程决策者和设计者快速选择出同时满足造价较低和抗弯刚度较大的最优拱肋截面参数,显著提高了设计效率和设计方案的合理性;拱肋截面面内抗弯刚度与结构整体竖向刚度及面内稳定性的相关性强,选择该参数作为表征结构性能的优化目标具有一定的合理性;优化后结构的面内刚度和稳定性均满足规范要求,同时造价大幅度降低,优化效果良好。

桁式组合拱桥存在的问题及加固新思路的探讨

从结构整体性、强度计算方法、内力调整方面查找桁式组合拱桥存在问题的根源,指出危旧桁式组合拱应采用按施工阶段来划分不同工况的应力叠加计算方法来评估其承载力.建立了一个工程实例的有限元模型,进行了分析验证.对比桁和拱在不同阶段的受力特性,依据斜杆在不同阶段内力的变化,然后提出一个由可调内力的柔性拉索来置换不可调内力的刚性斜杆的加固新思路.用实例验证了理论上的可行性.

三肢桁式截面拱肋钢管混凝土拱桥动力特性优化

三肢桁式截面拱肋的钢管混凝土拱桥是一种新颖而实用的桥梁结构 ,在实际工程中已经得到了应用。针对目前此类桥梁的设计未考虑其动力特性而造成安全隐患 ,以某一工程为实例 ,在拱轴系数、矢跨比、截面特征系数与横撑设置等方面进行动力特性优化 。

桁式组合拱桥加固方法探讨

分析了桁式组合拱桥的主要病害及其成因,以某大桥为工程背景,对采用增大截面法加固后结构计算结果作以分析,论证了加固方案的可行性。

桁式组合拱桥加固研究浅析

提出了对桁式组合拱桥进行加固时,通过加强主要受力构件下弦杆的刚度,增强下弦杆的联合作用,并以某主跨105 m的桁式组合拱桥为工程背景,运用平面计算软件桥梁博士对其进行计算分析,验证加固思路的可行性。

重载铁路中承式拱桥拱肋方案设计研究

蒙华铁路龙门黄河大桥采用中承式拱桥方案,拱肋为主要受力结构,承受轴向压力。结合拱跨与拱肋的匹配性和历史统计资料,从拱轴线形及系数、拱肋横倾角、截面构造、横向联接系、结构自重、拱肋刚度和稳定性、施工方法及工期、后期运营养护维修等方面,对钢管混凝土桁式拱肋和劲性骨架拱肋两种拱肋方案进行对比分析,最终选定钢管混凝土桁式拱肋方案。

花鱼洞桁式组合拱桥加固前后的荷载试验对比研究

贵州花鱼洞桁式组合拱桥由于长期的使用导致桥体积累了许多病害,为评价该桥的结构性能和承载能力,对其进行了现场检查、结构计算和荷载试验,并针对检测结构进行了加固,以及为评价加固后的大桥进行了荷载试验,为同类桥梁的试验检测和结构承载能力的评定提供参考。

大跨度拱桥施工拱架的设计方案研究

贵州底那河大桥是一座跨径120m的上承式拱桥,采用常备式钢桁拱架法现浇施工,该拱架是贵州省跨度最大的悬拼拱架。以底那河大桥为工程背景,介绍了常备式钢桁拱架在现浇拱桥施工中的应用,通过拱架施工过程中承载力的计算和整体稳定性计算,对施工方案进行了验算和优化研究,对于此类桥梁施工方案的设计和计算具有一定的借鉴意义和工程实用价值。