双折线拱组合拱式空腹桁袈结构受力性能与优化设计

提出采用一对折线拱相向地组成一组合拱式空腹桁架,中间连以铰接竖杆,使上下拱共同承载,既具有梁式桁架的特点,又具有拱式结构的优点,再运用优化理论对其进行受力分析,从而获得了重量轻、结构轻巧、受力性能较好的空腹桁架的最佳型式。

钢桁架拱桥的结构优化分析

为优化钢桁架拱桥的结构设计,利用ANSYS有限元软件的APDL二次开发功能,建立参数化钢桁架拱桥模型,开发影响线计算程序.利用影响线求解桥梁结构最不利活载位置.通过灵敏度分析将优化设计与可靠度分析联系起来,以桥梁结构关键构件和关心位置最大轴向应力和最大竖向位移为状态变量,以截面尺寸为设计变量,并以全桥自重为目标函数,将基于可靠度的结构优化与传统结构优化进行对比.结果表明,基于可靠度的钢桁架拱桥优化结构可以节省大量计算时间和空间,并有效减轻桥梁的自重,改善结构受力.

矩形截面空腹桁架拱平面外稳定性研究

研究了矩形截面空腹桁架拱的平面外稳定性能:计算了矩形桁架截面的平面外剪切刚度和自由扭转刚度,介绍了均匀受压空腹桁架拱的平面外弹性屈曲荷载;通过引入正则化长细比建立了均匀受压拱的整体弹塑性稳定设计方法;分析了空腹桁架拱在压弯荷载作用下的整体弹塑性破坏机理,基于理论和有限元计算结果,提出全跨均布竖向荷载和半跨均布竖向荷载作用下空腹桁架拱的稳定承载力设计公式。研究表明:可以直接采用GB 50017—2017中的a类柱子曲线计算均匀受压空腹桁架拱的平面外稳定承载力;空腹桁架拱在均匀压力和压弯作用下的整体破坏模式相似,均表现为1/4或3/4跨处的弦杆先屈服;提出的压弯空腹桁架拱平面外整体弹塑性稳定设计公式与有限元结果具有良好的一致性。