城市轨道交通暗挖洞桩法车站拱顶矢跨比对钢管桩受力和地面沉降的影响分析

[目的]拱顶矢跨比影响着城市轨道交通暗挖洞桩法车站的建筑高度,以及车站设计的合理性和施工的安全性,需对拱顶矢跨比对钢管桩的受力以及地面沉降的影响进行研究。[方法]构建城市轨道交通车站拱顶结构力学模型,分析不同拱顶矢跨比下的结构内力。通过数值模拟分析软件建立车站-地层三维数值模型,结合地面沉降数值模拟值和现场监测值进行对比分析,论证模型的合理性。同时研究了暗挖洞桩法施工时钢管桩的力学特性,以及其对地面沉降的影响。[结果及结论]拱顶矢跨比从0.20到0.40变化时,拱顶结构的最大弯矩、最大轴力及最大剪力均呈递减趋势,钢管桩的最大轴力呈先减少后增大的趋势;当拱顶矢跨比为0.30时,中桩轴力为最小;随着拱顶矢跨比的增大,地面沉降呈先减少后增大的趋势,地面沉降控制最优的拱顶矢跨比为0.30,比拱顶矢跨比为0.20时减少了34%。导洞施工和扣拱施工是地面产生沉降最明显的两个阶段,合理的拱顶矢跨比会提高导洞施工和扣拱施工阶段地面沉降量的占比,进而减弱后续车站主体结构土体开挖对土层的扰动。

下承式钢箱拱桥大矢跨比钢拱卧拼竖转提升关键技术研究与应用

随着国家经济和建设的快速发展,钢结构工程在桥梁领域的重要性和应用也愈加广泛,结构的跨度愈加巨大,造型要求愈加新颖。本文主要介绍了关于大矢跨比下承式钢箱拱桥钢拱卧拼竖转提升技术,在保证钢拱成桥线形的前提下,降低了风险、提高了施工效率、节约了成本,现对其研究过程进行分析、总结,希望本文的研究成果能够为读者提供一定的参考价值。

泥岩隧洞仰拱矢跨比对围岩稳定性的影响

针对隧洞(道)工程中广泛存在软岩地层造成支护结构变形甚至破坏的问题,结合印度尼西亚佳蒂格德水电站引水隧洞现场监测的顶板沉降和边墙收缩变形数据,提出底板设置仰拱的支护方案.利用有限元软件MIDAS GTS建立不同仰拱矢跨比和侧压力系数的数值模型,反演佳蒂格德水电站引水隧洞的侧压力系数,并分析两台阶开挖隧洞围岩和初期支护结构的变形和应力规律.研究结果表明:(1)反演的佳蒂格德水电站泥岩段引水隧洞围岩的侧压力系数为1.2;(2)泥岩隧洞的仰拱矢跨比宜为1/10~1/8;(3)拱脚局部有应力集中的现象,必须对拱脚进行加固处理;(4)综合考虑佳蒂格德水电站引水隧洞的施工条件、围岩及支护结构的变形和应力、施工经济性,得出佳蒂格德引水隧洞最优矢跨比为1/10.

不同矢跨比倒放四角锥立体拱桁架结构稳定分析

利用有限元分析软件MIDAS建立了一跨度50m的立体拱桁架结构模型,分析了在矢跨比分别为1/4、1/5、1/6、1/7的承载力、变形。从分析结果可以得出:矢跨比越小桁架端部水平推力越大,对下部结构的承载力和变形要求越高,矢跨比越大反之,但拱桁架本身的稳定问题变得重要,实际工程中应结合空间需求选用合适的矢高比。还进行了不同失跨比下以结构的第一屈曲模态为初始缺陷的几何非线性稳定分析,得到不同失跨比下的临界荷载系数。

暗挖拱盖法地铁车站拱部结构矢跨比影响分析

为研究暗挖拱盖法施工时拱部矢跨比对车站结构的影响,以青岛某地铁车站工程为例,基于有限元分析软件MIDAS GTS,对比分析站台宽度为11 m和13 m两种车站结构下,不同矢跨比对其结构受力与变形的影响。研究结果表明:当矢跨比从0.16增大至0.24时拱部施工阶段拱顶弯矩最大,弯矩先减小后增大,整体结构施工时拱部与直墙交界处弯矩最大;两种跨度的车站弯矩分别减少了42.1%和44.6%;轴力随矢跨比的增大而减小,矢跨比对拱部施工阶段的影响较大;矢跨比对结构变形的影响非常明显,拱顶沉降、拱肩沉降与拱脚净空收敛均减少了1/3左右。在考虑整体结构施工与车站结构合理跨高时,拱部矢跨比越大,结构越合理。

中小跨径实腹式拱桥合理矢跨比研究

为了研究矢跨比对中小跨径实腹式拱桥内力的影响,以某项目一座15 m跨径实腹式景观拱桥为基础,分别比较不同矢跨比的有限元模型,计算其各自内力及裂缝,并加以分析。结果表明:矢跨比的变化对结构的内力影响较大,当矢跨比在1/3~1/4时,桥梁所选取矢跨比较为合理,此类桥梁受力较好。

超大跨钢管混凝土拱桥自振特性参数影响分析

文章以某主跨为575 m的中承式钢管混凝土拱桥为例,利用Midas Civil软件建立大桥空间仿真模型,研究横撑结构形式、管内混凝土强度及矢跨比这三个设计参数对结构自振特性的影响。结果表明:横撑形式、管内混凝土强度及矢跨比的变化不会引起大桥结构振型特征发生改变,即振型序列不会发生改变;就结构横向抗扭转、竖向抗弯而言,“X”撑形式更为简洁,推荐采用;混凝土强度变化与结构振型频率正相关,相较于面外刚度,混凝土强度的增加对面内刚度的提升更为显著;矢跨比减小,各阶振型频率缓慢递增,能在一定程度上提高结构抗弯扭能力,但矢跨比减小的同时,拱肋各关键截面应力显著增大,故对矢跨比取值需综合考虑。

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。

矢跨比对悬索桥受力的影响分析

为了研究不同矢跨比对悬索桥结构受力的影响,以西堠门大桥为原型,利用西南交通大学开发的桥梁非线性计算软件BNLAS,建立了主缆跨度为485 m+1 650 m+485 m、加劲梁为单跨简支结构体系的双塔单跨悬索桥有限元模型;比较了不同矢跨比(1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、1/13、1/14、1/15)下悬索桥结构受力的变化。分析结果表明:矢跨比的改变将对结构整体刚度产生影响,从而对结构不同荷载作用效应产生不同程度的影响。

大矢跨比单层球面网壳弹塑性稳定性研究

为全面认识大矢跨比球面网壳的弹塑性稳定性能，利用ANSYS软件及自编的前后处理程序，有计划地针对132例矢跨比为1／4～1／2的大矢跨比K8型单层球面网壳进行弹性、弹塑性稳定性能分析，并对其中典型算例的塑性发展状况进行了全过程跟踪分析．考察网壳的屈曲模态，分析初始几何缺陷、矢跨比，材料非线性对网壳弹塑性极限承载力的影响．结果表明：大矢跨比情况下，初始几何缺陷的存在会导致网壳的极限承载力降低50％，材料非线性对极限承载力的影响也明显大于常用矢跨比情况，塑性折减系数达到0．4，网壳极易发生提前失稳．建议适当提高大矢跨比球面网壳的稳定性验算安全系数．

矢跨比对悬索桥结构刚度的影响

主缆的矢跨比是设计悬索桥时需要首先确定的一个重要设计参数,其对结构刚度有较大影响。鉴于人们对大跨悬索桥的结构刚度随矢跨比的减小而增大的普遍认识存在一定的片面性,提出悬索桥的结构刚度应综合考虑重力刚度及几何刚度的贡献,两种刚度效应的叠加才能较真实地反映结构刚度。参照某悬索桥建立有限元计算模型,计算矢跨比取1/15～1/5时,悬索桥加劲梁的竖向挠度、梁端的纵向位移及梁端的竖向转角,以研究重力刚度及几何刚度各自随矢跨比的变化规律及其在结构刚度中所占的比重,从而得出结构刚度随矢跨比的真实变化规律,并给予合理解释,得出一些有用的结论,为结构的优化设计提供参考。

小矢跨比拱桥的模型试验研究与分析

为分析计算具有平面弯曲的矢跨比为1/12的双铰坦拱桥,以相似理论为基础设计了全桥空间受力有机玻璃模型,通过平面杆系有限元模型对实桥的计算,在保证实验效果的前提下,确定了试验的测点和荷载工况.建立空间有限元分析模型,并对模型的理论分析与实测结果进行了对比.将空间计算结果与平面杆系有限元计算模型的计算结果进行比较,并分析平面弯曲对本桥受力的影响,证明了本桥的设计采用平面杆系有限元计算模型是可行的.

浅埋暗挖小矢跨比地下过街道的设计与施工

为减少南北向行人、自行车对东西向机动车的干扰,改善长安街的交通状况,北京市政府决定沿长安街修建数十条地下过街道,并把它列为1994年重点工程之一.由铁道部隧道工程局承建的十条过街道工程(南池子至复兴门)应用新奥法原理设计,采用浅埋暗挖法施工.该工程具有施工环境特殊、结构跨度大(结构净跨10.0m、开挖跨度11.6m)、埋深浅(结构上覆土层厚0.6m～1.0m)、小矢跨比(矢跨比仅为0.13),路面活载作用频繁和土质差等显著特点.本文主要介绍工程的设计、施工和监控量测等方面的内容.

大矢跨比车行索道桥结构的可行性

根据索道桥的通行标准,采用几何非线性有限元方法,借助ANSYS软件分析大矢跨比车行索道桥静力特性,对比并考察了其施工可行性与结构经济性.结果表明大矢跨比索道桥的所有结构行为参数都达到常规索道桥的技术要求;所有构件的安装具有可施工性;结构的经济性优势显著,该结构可行性好.

不同矢跨比单层球面网壳的稳定性态

本文深入分析了工程中常用的六种单层球面网壳的稳定性态,对不同形式单层网壳在不同矢跨比和荷载形式的条件下进行了线性稳定及几何非线性稳定分析,说明单层球面网壳失稳的类型与矢跨比的关系,为工程应用提供有价值的数据资料。

矢跨比和垂跨比对张弦立体桁架性能的影响分析

本文简要介绍了张弦立体桁架结构特点和受力机理,利用ANSYS有限元程序对一个100m跨度的张弦立体桁架进行了受力分析,详细阐述了矢跨比和垂跨比对该结构变形性能、受力性能和用钢量的影响,给出了设计的建议矢跨比和垂跨比,为此类结构的设计提供了参考.计算表明,结构的矢跨比最好大于0.12,而垂跨比最好大于0.1,这时结构的受力和位移都在比较合理的范围内.但矢跨比和垂跨比对纵向位移和支座反力的影响不明显.

考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构矢跨比优化

矢跨比对单层球面网壳结构的刚度、整体稳定性及失稳区域有很大影响。本研究利用非线性有限单元法,对4种不同矢跨比的单层球面网壳结构进行非线性稳定全过程分析。通过对考虑不同位置处的杆件屈曲与无杆件屈曲情况下的极限荷载、失稳区域的对比,研究了矢跨比对考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构整体稳定性的影响,可为单层球面网壳结构合理选择矢跨比提供理论依据。

大矢跨比局部双层球面网壳的形式及稳定性分析

首先比较了球面基本三角形网格的划分形式 ,最优网格划分法得到的网格三类型数量最少、最经济。提出了构造球面网壳局部双层形式的方法和五种具有工程应用价值的形式。采用几何非线性有限元理论 ,对几种网壳形式进行了深入的稳定分析、参数分析并与单层网壳的稳定特征进行了比较。

体内张拉成形屋架垂跨比和矢跨比影响分析

为了改善体内张拉成形屋架受力性能,根据结构张拉成形后的矢跨比和垂跨比组合的不同,建立了20个计算模型.选用APDL参数化设计语言编程分析垂跨比及矢跨比对结构受力特点的影响.研究表明:随着结构矢跨比的增加和垂跨比的减小,上弦中间单元成形轴力、弯矩和截面应力逐渐增大,而受荷状态则是在此基础上叠加相应轴力;成形阶段以弯曲应变为主,截面拉应力和压应力较为接近,表现为轴压力很小,受荷阶段以轴向压应变的增加为主,表现为轴压力很大.选取适宜的矢跨比和垂跨比组合可以改善体内张拉成形屋架受力性能.

大矢跨比开孔单层球面网壳结构的抗震分析与设计

本文结合一工程实例 ,采用子空间迭代法求出该网壳结构的前 2 0阶自振频率和振型 ,分析了其振动规律 ;应用振型分解反应谱法和时程分析法分析了该网壳结构的地震反应 ;结合现行抗震设计规范对网壳结构进行了“二阶段”抗震验算。最后 ,本文得出了一些结论供工程界参考。