小矢跨比上承式钢管混凝土空间桁架拱桥设计

为解决小矢跨比钢管混凝土景观拱桥结构受力复杂、拱脚推力大的问题,文章对一座净跨径为80 m、净矢跨比为1/8的上承式钢管混凝土拱桥进行了设计分析,提出了采用空间四管桁式截面拱肋及轻型化拱上建筑的结构措施。最后采用通用有限元程序,对全桥结构施工及运营阶段进行了静力分析。研究结果表明,应用这些结构措施,有效提高了拱圈的承载力和稳定性,桥面系减轻了63.4%,小矢跨比钢管混凝土景观拱桥设计满足相关规范要求。

四肢桁式钢管混凝土悬链线拱面内稳定性

为研究四肢桁式钢管混凝土(CFST)悬链线拱面内稳定性,采用有限元法开展桁式CFST悬链线拱在轴压或压弯作用下的面内弹塑性屈曲分析。基于试验数据与数值模拟验证模型参数,探讨平面内屈曲破坏模式,揭示屈曲机理;引入全拱和弦杆的归一化长细比,考虑弦杆屈曲影响的交互因数,得到轴压作用下的统一屈曲曲线;提出压弯作用下面内稳定承载力的交互作用方程。结果表明:斜腹管屈曲大幅降低稳定承载力;桁式CFST悬链线拱在屈曲破坏过程中总是存在弦杆变形,弦杆变形对稳定性的影响不可忽视;屈曲曲线可用于轴压桁式悬链线拱,交互方程可为一般荷载作用下的桁式悬链线拱提供较好的下限预测。该结果对四肢桁式CFST悬链线拱的面内稳定性设计具有指导意义。

钢管混凝土桁架扁平拱抗弯性能试验研究

针对我国大跨度地下空间的发展趋势,提出在地下工程中采用钢管混凝土桁架新型衬砌结构,对大跨度钢管混凝土桁架扁平拱进行了准静态三点弯曲试验,从位移、应变和破坏模式对该结构进行了承载状态分析。钢管混凝土桁架扁平拱结构在跨中集中荷载作用下具有较大的弹性位移阶段;在大变形阶段,结构具有应力软化现象;结构跨中下弦核心混凝土对下弦钢管具有一定约束作用,但跨中下弦钢管更容易屈服和开裂;跨中上弦混凝土与钢管共同承担压缩变形,在上弦杆局部屈曲后结构不会立刻失效。

四肢桁式钢管混凝土拱出平面徐变稳定性能

为研究拱肋核心混凝土时效与施工过程共同作用所引起的屈曲前变形对钢管混凝土桁式拱肋稳定承载力的影响,建立四肢桁式钢管混凝土拱桥单拱肋的有限元模型,同时考虑时效作用与施工过程,对其出平面稳定承载力进行分析.采用UMAT对ABAQUS进行二次开发,以考虑时效作用影响及施工过程中加载龄期的变化.在此基础上,考虑长细比、含钢率等参数的影响,对四肢桁式钢管混凝土拱的出平面徐变稳定承载力进行参数分析.分析表明,兼顾施工过程影响后,在本文分析参数范围内,时效作用可使四肢桁式钢管混凝土拱的出平面稳定承载力最多降低22.5%,该影响随着长细比的增大、含钢率的降低及持荷等级的提高而增大,在设计中应予以考虑.

天子山桁式组合拱桥荷载试验分析

介绍了桁式组合拱桥的发展,并结合天子山大桥结构受力特点和荷载试验分析,验证了该桥型计算理论和边界条件处理的正确性。同时也对天子山大桥的承载能力和安全性进行了评定。

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。

钢管混凝土桁拱热脱粘及温度应力分析

以一座钢管混凝土桁拱为工程背景,结合气象资料,应用有限元方法对拱肋弦管的热脱粘情况和温度应力进行了分析。分析结果表明,自然环境温度变化下,钢管混凝土桁拱弦管容易发生脱粘;各弦管由于日照作用及混凝土灌注时间的不同,脱粘的情况也不尽相同,脱粘一般发生在日照较为强烈、温度梯度较大的面上;脱粘使得钢管混凝土桁拱的温度次内力减小,钢管的温度自应力增大,核心混凝土的温度自应力减小。基准温度越低,热脱粘的可能性越大。因此,实际工程应用中,在合龙温度的选择上,如何解决降低温度次内力与减小热脱粘二者之间的关系问题,还有待于进一步的研究。

三座梁拱组合桥梁的设计简介

韶关市百旺大桥、五里亭大桥、澳门澳凼三桥在施工方法、拱助截面型式、加劲梁型式等方面各有特点 ,本文介绍这三座钢管砼梁拱组合桥梁的设计构思。

宜宾金沙江戎州大桥施工稳定性分析

以宜宾金沙江戎州大桥施工阶段稳定性为分析对象,应用ANSYS程序对各施工阶段稳定性进行了评估,研究了横向风力对中承式钢管混凝土桁拱稳定性的影响,讨论了影响稳定安全系数的各种因素,并提出了管内混凝土的合理加载程序。

波司登长江大桥拱肋高性能混凝土设计与试验

为得到主跨530 m的中承式钢管混凝土桁架拱桥——波司登长江大桥的拱肋管内C60高性能混凝土混凝土基准配合比,采用密实骨架堆积法进行设计,得到初步配合比为水泥∶粉煤灰∶砂∶石子∶水=430∶140∶701∶1041∶156。以初步配合比为基础进行制备和试验,优化了胶凝材料体系,硅灰掺量确定为30 kg/m3,经过对混凝土的工作性能和力学性能进行试验检验,最终确定满足大桥使用性能要求的基准配合比为水泥∶粉煤灰∶硅灰∶砂∶石∶水=430∶110∶30∶701∶1041∶156。

网架系杆钢管混凝土拱组合桥的研究

提出了一种新的桥梁结构形式———网架系杆钢管混凝土拱组合桥．并将这一构思首先应用于一座５０ｍ跨１０ｍ宽的双车道公路桥中．结合空间网架结构、钢管混凝土结构、系杆拱桥的受力特点，阐述了这种新型式桥的结构构成、受力机理。

大跨度储煤棚拱桁架结构抗震性能分析

以三心圆钢管拱桁架储煤棚为研究对象,采用有限元SAP2000软件,对矢跨比为0.35、跨度为94 m的钢管拱桁架的动力特性及抗震性能进行了分析,得到了该结构振型特点、自振频率、地震作用下的内力分布。分析结果表明,该结构承载力满足使用要求,但在其两端圆弧相切处存在应力集中,并指出了薄弱部位,为拱桁架的设计提供了理论依据和技术参考。

重载铁路大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计研究

对某重载铁路一座大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计的桥梁布置、拱肋截面及线形、拱肋横撑形式、拱上桥墩方案、施工方法等若干关键问题展开研究,通过有限元对桥梁的承载力、刚度、自振特性等方面进行计算分析,得出以下主要结论:(1)上承式钢管混凝土拱桥能很好地适应桥址地形、地质条件;(2)拱肋采用四肢桁式截面,横向内倾6.5°,拱轴线形采用m=3.0悬链线,具有较好的受力性能;(3)腹杆采用H形钢构件,与拱肋弦管采用大节点连接方式,能满足重载铁路疲劳性能要求。(4)钢筋混凝土排架式桥墩在受力、景观等方面是最优选择。

网架系杆钢管混凝土拱桥静动力分析

分析了网架系杆钢管混凝土拱桥的静、动力性能，介绍了这种桥梁设计中拱肋、网架的计算方法，以及动态规划法在汽车移动荷载计算中的应用，并对这种新型桥梁结构的优点进行了分析和总结．

钢管混凝土拉索拱桥桥型结构特性分析

钢管混凝土拉索拱桥是在"桁式组合拱桥"的基础上将钢管混凝土拱桥、桁架拱桥、斜拉桥的技术特点综合起来,扬长避短,而构思出的一种新桥型。通过对全桥在恒载作用下变形和内力的分析研究,得出了该桥型的基本特点是以钢管混凝土拱肋受力为主的结构体系。

钢管混凝土桁式组合拱桥铝合金试验模型研制

针对天子山钢管混凝土桁式组合拱桥的全桥静动力试验模型的研制,介绍了该模型相关物理量相似比的计算方法和模型结构设计及关键工艺。目前已经完成了全部静动力试验,取得了令人满意的结果。

拱形钢管桁架结构榀间距优化分析

拱形钢管桁架结构在封闭煤场中得到广泛的运用,为研究主桁架榀间距对结构经济性的影响规律。对大跨度拱形钢管桁架整体结构进行简化,将简化结构的位移和整体结构的位移进行比较,依据对比的结果对简化结构进行主桁架榀间距分析,按照应力比优化为算法准则,计算不同主桁架榀间距结构的最大竖向位移、支座反力和单位面积用钢量。研究结果表明:以三榀主桁架组成的简化结构和整体结构最大竖向位移差值未超过3.0%,相差较小,说明简化结构和整体结构的受力特点比较一致。结构最大竖向位移和最大支座反力随着主桁架榀间距的增加而增大,主桁架榀间距为28.7m单位用钢量最少,经济性最高,主桁架榀间距在20~25.8m经济性一般,超过34.5m或小于17.1m的榀间距经济性差,在实际工程设计中应该合理选择主桁架榀间距。

总溪河大桥主桥结构设计

总溪河大桥主桥为上承式钢管混凝土桁架拱桥,计算跨径360m。主拱圈采用钢管混凝土与钢管组成的桁架式截面,弦管与腹杆、斜撑均采用新型的"栓焊结合"节点。拱上立柱采用排架式空心矩形截面钢箱结构,柱间采用横撑连接;立柱盖梁采用空心矩形变截面钢箱结构。桥面系采用多主梁形式钢-混结合梁,钢纵梁、钢横梁均为焊接工字形截面;桥面板为普通钢筋混凝土预制板。毕节岸拱座采用扩大基础结合桩基础的形式,都格岸拱座采用常规的扩大基础形式。对该桥进行全桥静力分析,并对毕节岸拱座、钢管混凝土新型栓焊节点、主弦管节点内栓钉进行局部受力和试验研究,结果表明桥梁结构受力均满足规范要求。该桥整体采用无支架斜拉扣挂缆索吊装系统施工。

桁式钢管混凝土拱桥刚度对其静力计算的影响

各国规范中对钢管混凝土构件刚度的定义存在着很大差异,我国不同部门也各自有不同的规定,而钢管混凝土刚度取值的不同将对钢管混凝土桁式拱桥内力、变形和稳定等的计算结果产生影响。在一座钢管混凝土桁式拱桥实桥资料的基础上,分析了抗压刚度和抗弯刚度对桁式钢管混凝土拱桥静力计算的影响,并提出了一些建议。

钢管混凝土桁架拱桥板—管焊接节点热点应力集中系数研究

钢管混凝土桁架拱桥板—管焊接节点应力集中程度高,疲劳问题突出,是影响桥梁寿命的关键因素。基于国际焊接协会提出的热点应力计算方法,利用ANSYS软件建立精细有限元模型,研究各种典型荷载作用下板—管焊接节点焊趾处的热点正应力、热点剪应力集中系数。结果表明:热点正应力集中系数在约1/4焊缝长度处最大,外焊缝大于内焊缝,节点板焊趾大于钢管焊趾,内焊缝钢管焊趾处均为压应力;剪应力集中系数在焊缝两端最大,中间最小,内焊缝钢管焊趾剪应力流方向与外焊缝相反;节点板两端直角构造改为圆弧构造,能显著降低端焊缝热点正应力集中程度;板—管焊接节点处于拉—剪联合作用复杂应力场,应综合考虑正应力、剪应力集中,焊缝端点和约1/4焊缝长度处应力集中程度最高,建议作为疲劳设计的"热点"。