连续刚构拱桥梁拱墩结合部位传力机制研究

文章以西延高铁王家河特大桥为工程背景,建立梁拱墩结合处的局部实体模型,并分析该部位的空间应力状态,掌握应力集中区域和薄弱位置,探讨内力分配机制及传递规律,旨在为梁拱墩结合部位设计提供理论基础和数据支撑。研究表明,拱肋与拱脚结合部位拱肋长度1/3.2范围内为应力传递的特征长度,梁拱墩连接处主梁长度1/4.5范围内为应力传递的特征长度;梁拱结合部位中支点截面拱肋通过加劲缀板等将81.2%的内力扩散至拱脚混凝土。

拱形钢桁梁桥结构分析与构造细节设计

钢桁架结构通常节点密集,设计复杂多样。现结合绍兴市某拱形下承式钢桁梁桥,介绍其总体布置、结构设计,并基于有限元分析理论,采用通用有限元软件ANSYS对该桥的活荷载计算模式、上下弦杆节点、梁端节点、横肋与下弦杆及小纵梁相交节点的构造细节设计进行计算对比分析。研究表明,整体式节点设计中节点板处竖杆腹板采用渐变断开式设计,可满足应力、屈曲稳定的要求;拱梁结合点处的应力集中范围与大小受圆弧半径、支点相对位置的影响,支点靠近拱梁结合点对结构受力有利;支撑桥面板的横肋下翼缘可与小纵梁、下弦杆采用半刚性节点,虽一定程度上会增大翼缘断开范围腹板应力,但整体应力水平较低。

宽幅反对称系杆拱桥力学性能分析与应用

随着桥梁景观要求的不断提高,系杆拱桥由于其造型适应性强、经济性好等特点而广泛应用,因此对相关类型桥梁的力学分析越来越重要。基于某宽幅反对称系杆拱桥,分别采用MIDAS、ABAQUS有限元软件对该桥进行全桥和局部计算,分析全桥结构强度、变形,并对拱梁结合段等关键构件进行局部分析。结果表明:全桥强度、变形和局部构件强度均满足规范设计要求。

上海浦星公路230m组合桥面系杆拱桥设计

上海浦星公路主桥采用下承式组合桥面系杆拱桥,跨径为230 m,桥宽43.4 m。主拱拱轴线采用二次抛物线,矢跨比为1/5,拱肋高3.6 m,拱肋之间通过6道一字横撑连接,拱肋内倾角度12°。拱桥采用提篮拱布置,主拱由拱肋和横撑组成。拱肋采用焊接矩形钢箱结构,沿拱轴线保持等高等宽。吊杆锚固拱上采用叉耳板,系梁上采用锚管;叉耳板和锚管均插入隔板。桥面系为组合桥面结构,桥面板采用C50厚260 mm预制混凝土板。关键技术问题包括合理成桥状态确定、吊杆和系杆锚固设计、混凝土桥面板开裂控制分析和拱梁结合部构造分析等。计算分析表明,该桥的静力、动力及稳定性满足设计要求。

拱桥顶推临时撑杆设计与分析

锦江大桥主桥为钢桁架拱桥结构形式,施工采用整体步履式顶推工艺,为确保顶推施工安全,桥梁采用刚性支承结构的撑杆形式进行临时加固。整体方面先对顶推过程中76个步履工况利用SAP2000整体建模计算,接着筛选控制性撑杆进行施工阶段的应变监测,后对理论计算结果与监测成果进行对比与分析。在局部方面,控制性撑杆的上、下连接节点通过Ansys建立三维节点域模型进行计算与分析,验算连接节点的安全与可靠性,避免节点域桥梁主体结构的损害。研究与实施结果表明:临时撑杆设计方案可行,为类似跨度钢支撑圆管与钢箱节点设计提供一定的参考。

大跨度下承式拱桥拱梁结合段设计

根据下承式系杆拱桥结构体系受力特点,本桥拱梁钢混结合部采用混凝土拱座进行连接,连接传力模式采用全截面连接完全承压式。拱梁结合部构造复杂,受到主拱肋、主梁和横梁和系杆荷载的共同作用,具有荷载大,作用区域重叠的特点,传力途径不清晰。根据结构受力特点,采用精细化有限元进行计算分析,根据计算结果指导设计,有利于保障结构安全。

底缝对拱坝工作性态的影响

结合一试验拱坝用数值方法研究了底缝对拱坝的非线性影响．坝体、坝基和接缝均考虑了材料的弹塑性，坝体、地基材料用ＤｒｕｃｋｅｒＰｒａｇｅｒ 准则模拟，接缝材料用ＭｏｈｒＣｏｕｌｏｍｂ 准则模拟．模拟了接缝的滑移、开裂等非线性行为．计算结果和试验值一致性较好．

基于损伤塑性本构模型的上承式梁拱组合刚构梁拱交汇节点极限承载力研究

针对大跨径上承式梁拱组合刚构梁拱交汇节点受力复杂的问题,笔者利用基于Abaqus损伤塑性本构模型展开预应力钢筋混凝土材料非线性分析的方法,对上承式梁拱组合刚构进行了梁拱交汇节点极限承载能力的研究。研究结果表明:18个不利荷载工况中梁拱交汇节点处,上弦梁最大正弯矩组合是最不利且起控制作用的荷载工况,最不利荷载工况下梁拱组合节点极限承载因子为2.012,极限承载因子大于1.4,并有一定的安全储备;梁拱交汇节点的破坏路径为:从上弦梁底板混凝土受拉破坏开始,随着荷载的增大破坏面逐渐扩展至上弦腹板,最终上弦梁结构被拉溃;提出一种基于Von-Mises应力相似追踪的方法,可以有效的模拟实体单元力学边界条件;给出了判断节点内力平衡的计算公式,提出内力平衡影响因子η,并通过数据对比给出了影响因子相应的阈值范围,定量的解释了局部杆系模型与整体模型的内力状态无法相同的原因。

空腹式刚架拱桥梁拱节点三维光弹性试验研究

福州市尤溪洲闽江大桥是国内首座在拱肋(圈)上不设立柱和斜撑的空腹式刚架拱桥.作为空腹式刚架拱桥受力关键部位——梁与拱的连接部位,受力及构造复杂.通过三维光弹性试验,研究该梁、拱结合部的内力传递、应力集中、局部应力分布规律,为空腹式刚架拱桥节点设计、施工提供依据.

大跨度网状吊杆拱桥拱-梁节点局部应力分析

为明确大跨度网状吊杆拱桥拱-梁节点处的板件传力特点,以主跨420 m网状吊杆钢箱梁拱桥——济南齐鲁黄河大桥为背景,建立全桥板壳-杆系混合有限元模型,分析不同荷载工况下拱-梁节点板件的受力特性,以及拱肋轴力在拱-梁节点的传力机理。结果表明:该桥拱-梁节点各板件受力主要由恒载控制,活载响应约占总荷载响应的10%;系梁横桥向分区中,拱区是拱-梁节点传递拱肋轴力的最主要位置,传递的总轴力占比为50%,拱区中腹板是最主要的传力板件,其传递该区域的轴力占比达到60%以上,该区域应作为设计主要关注对象。

温福铁路昆阳特大桥梁拱结合部应力分析

结合温福铁路上一座跨径为(64+136+64)m连续梁拱组合桥的设计及施工,运用通用有限元软件ANSYS建立了该桥梁拱结合部的空间有限元模型,模拟了该部位在5种荷载工况下的应力状态,并就成桥后恒载作用下该部位理论计算应力与实测应力进行了对比分析,结果表明:计算应力与实测应力基本吻合,梁拱结合部内应力满足规范要求,且分布较均匀,结构总体受力合理。

组合式系杆拱桥面内外稳定性分析

继上一篇《怎样设计组合式系杆拱桥》[1]论文续述,面内稳定性中、下承式系杆拱对不同计算模型,考虑失稳的组合模态以及拱梁共同作用的简化,计算临界水平力。面外稳定性考虑了桥面在上、下拱肋间采取不同联结系形式条件下,组合拱的计算,以及斜吊杆与吊杆力非保向效应对稳定性的影响,并考虑拱梁的共同作用,来计算临界水平力。

钢桁架拱梁组合体系桥梁的总体设计研究

结合现有钢桁架拱梁组合体系桥梁资料,对其总体设计中的拱肋桁架布置形式、拱轴线的选取、矢跨比、拱顶和拱脚高度的选择、杆件截面形式、桁架节点的构造等方面进行了研究和比对。

混凝土坝观测资料的反分析

在论述观测资料的常规分析,反演分析和反馈分析的基础上,应用变形观测资料,系统讨论反演混凝土坝和地基的物理力学■数(弹性模量、线膨胀系数、断裂韧度)、接缝(纵、横缝)的实际结构作用以及拱坝的实际拱梁荷载分配等的原理、方法及其应用研究。

265m下承式钢箱系杆拱桥梁拱结合部应力分析与模型试验研究

大跨度钢箱系杆拱桥梁拱结合部承受巨大的轴力和弯矩,构造复杂容易出现开裂,影响桥梁运营安全。以云南大永高速金鸡达旦大桥(下承式钢箱系杆拱桥)为工程背景,对梁拱结合区域进行精细化有限元仿真分析和1∶4缩尺节段模型试验研究。研究表明:设计的结构在最大轴力工况下,结构应力均低于材料设计强度,结构设计合理;剪力键能通过传递剪力的形式,将钢与混凝土有效地结合到一起,防止二者剥离;钢混结合段可以有效地钢箱上的力均匀分散的传递到混凝土拱座上,达到很好的散力的作用。

楠溪江特大桥主桥梁拱结合块局部应力分析

新建铁路乐清湾港区铁路支线楠溪江特大桥主桥采用（70＋136＋70）m连续梁-拱组合桥,通过建立梁拱结合块空间有限元模型,选取最不利工况,进行ANSYS空间有限元仿真计算,得到梁拱结合块的局部应力分布特征,为合理确定梁拱结合块局部构造及结构设计提供了可靠依据。

重庆菜园坝长江大桥主拱钢-混凝土接头设计

针对重庆菜园坝长江大桥混凝土刚构与钢箱拱接头主要为受压构件的特点,采用改进钢板形式进行设计,提出预应力钢筋的设计方法及局部细节设计,确保结构安全可行。通过钢-混凝土接头的强度试验和疲劳试验验证,采用改进钢板形式的设计理念,设计先进、受力明确、结构合理。

京沪高铁济南黄河大桥钢梁设计与施工

济南黄河特大桥是京沪高铁跨越黄河的重要通道,设计时速350km/h,其结构形式为5跨连续刚性梁柔性拱下承式钢桁梁桥,国内尚属首次采用。对桁架、节点、横断面及桥面系的设计进行详细介绍,通过对施工过程的调整和监控,确保施工的顺利实施。

造型独特的钢拱桥拱肋设计与计算分析

某桥异形拱下承式拱梁组合体系,跨径布置为(44+88+88+44)m,主梁为预应力混凝土双主梁,拱肋为异形钢拱结构。主拱采用空间布置,拱轴线平面上为横放的两段Y形对称直线,立面上为2条对称交汇的椭圆线。主拱通过边墩和中墩的锚固结构与主梁相连,并通过吊杆参与主梁共同受力。本文重点介绍该桥异形钢拱肋关键节点的结构设计及受力计算分析。该桥造型独特优美,结构受力及构造较为复杂,本文可为类似工程提供一定的借鉴。

增城大桥Z1节段拱梁大节点设计思路及受力分析

增城大桥主桥为一跨径为(30+100+30)m的中承式斜靠拱桥,桥型新颖,结构复杂,本桥采用刚性系杆主纵梁作为平衡主拱肋水平推力的主要构件,两片主拱肋通过固定横梁相连接,主拱肋、主纵梁及固定横梁三个构件相交形成一个拱梁大节点,此节点的设计对本桥非常重要。本文主要介绍了主拱肋、主纵梁及固定横梁相交处拱梁大节点的设计思路及局部受力分析。