南禅寺大殿尺度规律研究

对以材份制度为代表的中国中古时期木构建筑模数制研究,提出了以足材而不以份为模数单位进行探索的思路。基于前期尺度规律研究案例的经验,对南禅寺大殿给出了基于足材模数单位的尺度规律解释,与现有整数尺模数或份数模数的解释形成竞争性观点。强调栱长指标在尺度研究中的重要性并充分发挥其研究潜力,将建筑开间、椽架、出跳、转角构造、立面比例等问题通过栱长尺度进行会通阐释。南禅寺大殿作为年代最早的木构建筑,其尺度规律研究有重要的史学标尺意义。

超大跨劲性骨架拱桥缩尺模型试验方案设计研究

为对超大跨劲性骨架拱桥缩尺模型试验方案进行合理设计,以计算跨径600 m的劲性骨架拱桥——天峨龙滩特大桥为背景,围绕模型缩尺比、结构设计、材料及加载系统等关键环节,开展主拱圈缩尺模型试验方案设计研究。最终确定模型拱缩尺比为1∶10,劲性钢骨架采用单肋形式,采用与实桥主拱圈性能相近、便于施工的材料,采用阵列式滑轮组加载系统实现模型拱和实桥主拱圈的应力等效,还原外包混凝土分环分段浇筑施工,并简化劲性钢骨架与管内混凝土施工。将模型拱外包混凝土应力实测值、ANSYS建模计算得到的模型拱理论值及实桥主拱圈理论值进行对比,结果表明:模型拱和实桥主拱圈外包混凝土在施工阶段的应力变化趋势基本相同,最大绝对误差在2 MPa以内,模型拱应力实测值和理论值也吻合较好,缩尺模型试验方案设计合理。

桥式起重机主梁取消拱度的安全设计范围分析

桥式起重机主梁拱度取消对于节约成本和自动化作业具有十分重要的意义。通过有限元法搭建桥式起重机主梁模型更接近于实际工况,对于不同吨位,不同系列主梁,采用有限元计算,过程会过于繁琐,必然产生重复劳动,耗时耗力且浪费资源。这里采用耦合有限元方法的响应面方法搭建主梁预测理论模型,避免了利用有限元软件进行重复计算,为主梁模型直接提供显性目标函数。进一步开展了主梁传递路径分析和取消拱度安全预测的初步实验,并对一定误差范围内预测函数的正确性进行验证。研究结果为桥式起重机快速发展和装备更新换代提供理论支持。

基于悬拼钢拱架法的钢筋混凝土拱桥主拱圈现浇施工关键技术及数值模拟

钢拱架代替落地支架或节段悬臂拼装等施工方法,应用于山区跨越深水峡谷的拱圈现浇具有一定的优势,值得推广应用。该文通过介绍三岔河大桥钢拱架悬臂扣索法拼装、拱架水箱法预压和主拱圈分环分层浇筑等关键施工技术,有效地解决了跨越深水峡谷桥梁施工过程中的常见难题,并基于Midas Civil有限元方法整体建模,对其采用的关键施工技术进行了数值模拟分析,指导并监控了该桥的施工建设,可为类似工程施工及受力计算分析提供借鉴。

大跨度空间斜对称纽带拱桥设计与分析

大运路潇河大桥为世界首座大跨度空间斜对称纽带拱桥,桥梁跨径布置为65 m+110 m+110 m+65 m=350 m。大桥通过横梁连接主、副拱与主梁形成拱梁固结,将空间斜对称纽带拱桥力学特性转化为拱梁组合体系,结构自平衡,无水平推力;桥梁拱肋采用抛物线拱轴线、箱形断面,斜跨主拱跨径国内最大为229 m;主梁采用半封闭双边钢箱梁;对桥梁进行了空间静力、疲劳、稳定、抗震性能整体分析及拱脚局部分析,结果满足规范要求。

驷马山河大桥260m网状系杆拱桥总体设计分析

为了明确网状系杆拱桥的力学与经济性能,以驷马山河大桥为例进行分析。该桥结构形式采用260m网状系杆拱,桥梁整体宽度31.08m。主拱为提篮式钢箱拱,内倾角9°,拱肋斜平面矢高为51.28m,矢跨比f/L=1/5。系梁采用平行四边形钢箱梁,为刚性系梁,桥面系采用正交异性钢桥面板,横梁、小纵梁及加劲肋保证整体及局部传力。桥梁采用网状吊杆,系梁纵桥向吊点间距为6m。通过静力计算、稳定分析,验证了该设计方案的合理性以及安全性,可为同类桥型设计提供参考。

某圬工拱桥主拱圈纵向开裂原因分析及处治措施

阐述了某拱桥主拱圈裂缝病害情况及产生原因,结合现场检测、荷载试验及原桥验算,确定该圬工拱桥不能满足设计荷载要求,通过加固验算,提出主拱圈套拱加固及墩台病害耐久性维护方案,达到圬工拱桥病害处治的目的。

三岔主梁下承式系杆拱桥结构方案和受力性能研究

下承式系杆拱桥是一种受力性能优越的桥型。现吸取下承式系杆拱桥“自平衡”的结构特点,创新性地提出了一种可适用于三岔河口等特殊建设条件的、主梁呈Y形分岔的下承式系杆拱桥,并分析了该桥型的传力机理,介绍了采用该桥型的某桥设计方案。同时,对三岔主梁下承式系杆拱桥和常规下承式系杆拱桥的受力特点进行了对比分析,总结了三岔主梁下承式系杆拱桥的受力特点,为类似建设条件下的桥梁设计提供了有益参考。

高速铁路连续梁拱拱肋低位拼装技术应用

以某高速铁路(90+180+90)m连续梁拱桥为工程实例,结合现场施工环境对拱肋拼装施工技术进行了分析。对竖转法、分段低位拼装整体提升和异位拼装顶推滑移法进行方案比选,确定采用分段低位拼装整体提升方法进行施工,通过对主梁混凝土在拱肋拼装阶段的受力进行检算,满足质量、安全及工期的要求,对以后同类型桥梁施工具有指导意义。

如意香河大桥主桥设计

北运河香河段的河道蜿蜒形态,恰似一件寓意吉祥美好的如意,串联着整座香河新城。如意香河大桥主桥设计以“如意”为设计立意,进行了极具地域特色的景观桥型设计。主桥采用三跨抱翅型拱梁组合体系,全长256 m,跨径布置为56.5 m+164.5 m+35 m。主桥外观新颖独特、富有韵律、与结构受力融合一体,去繁就简、舒展大方,标志效应显著,可为类似的景观桥项目设计提供借鉴。主要介绍了该桥的方案设计、总体布置、结构设计、景观设计、BIM应用等内容。

成都双流国际机场T2航站楼钢结构滑移施工技术

成都双流国际机场T2航站楼钢结构为箱形桁架主拱与双层网架的组合结构,由16榀主拱单元组成,具有跨度大、质量大的特点。由于现场路桥工程、混凝土工程和钢结构工程交叉施工,施工场地有限,因此钢结构安装方案采用滑移施工技术。运用有限元软件对混凝土结构、滑移支撑结构、钢结构进行施工过程仿真模拟分析,确保滑移施工安全可靠,结果表明该滑移施工方案是合理可行的。

复合主拱圈加固石拱桥力学性态分析

从复合主拱圈加固石拱桥加固前后力学性态的角度,结合具体的实际加固工程,对加固前后主拱圈截面内力进行计算,阐述主拱圈截面强度和整体"强度-稳定"性提高率,验算新旧拱圈结合面抗剪承载力和新增结构对原结构的影响,提出一项基于承载力提高率的加固增强总体效果评价指标,以期对石拱桥加固设计方案比选、加固质量评定有一定的积极指导作用。

钢管混凝土拱桥强健性设计

为解决中、下承式钢管混凝土拱桥桥面系强健性不足的问题,从概念设计和结构设计的角度提出强健性设计的要点。总结结构强健性的概念及其在桥梁工程中的应用,按严重程度将拱桥断索事故分为三级,据此提出吊杆不破断、桥面系在吊杆破断时不落梁的强健性设计要求。基于强健性将不同结构的桥面系分为五类,在此基础上对桥梁主结构的强健性设计提出建议:对于吊杆,应进行强健性设计对应的破坏安全极限状态设计计算;对于第四类桥面系,其加劲纵梁需要具备足够的刚度与承载力;对于刚架系杆拱,应加强系杆的强健性设计,并应使下部结构具有足够的抗水平推力的安全储备。

复合主拱圈加固石拱桥关键技术研究

针对目前规范采用换算截面面积和惯性矩的方法计算石拱桥加固中组合截面承载力无法反应其各部分应力状态的现象,依托实际工程,进行有限元分析。结果显示:加固后原拱圈各截面在承载能力极限状态下的压应力有不同幅度的减小,而新增加固层截面处于较为不利的受拉应力状态,并分析了此加固技术的力学特点。

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。

套箍法加固石拱桥主拱圈的正截面承载力的理论分析

针对石拱桥拱圈加固后的正截面承载力计算问题,提出了考虑加固前截面受力状况及加固材料不同力学性能的计算方法。对加固后的拱圈进行应力应变分析,得出界限破坏的3种形式,对每种界限破坏形式利用截面的协调变形和截面材料的应力应变关系,分析了其极限状态时组合截面的相对界限受压区高度,得出加固后石拱圈最后的破坏模式主要与加固前的初应变及加固层的厚度有关。对应于3种破坏形态从理论上推导出套箍法加固石拱圈在二次受力时的正截面承载力计算公式。计算公式充分考虑了加固前的构件应力水平、加固后截面不同材料组成及构件破坏形态的影响,比现有加固规范的计算取值更趋于合理,为同类加固结构的设计和计算提供了依据。

复合主拱圈加固石拱桥弹塑性本构关系研究

根据复合主拱圈加固石拱桥时截面以承受轴力为主,弯矩较小的受力特点,基于原拱圈和加固层共同工作、协调变形原理,针对加固后的石拱桥,推导出适合有限元分析的混凝土与砌体理想弹塑性复合材料的本构关系。对某复合主拱圈加固的石拱桥应用推导的本构关系,采用有限元软件ANSYS建立了数值分析模型,并对该本构关系进行校核检验。结果表明:采用混凝土与砌体理想弹塑性复合材料非线性计算结果和混凝土与砌体分开的两种材料非线性计算结果非常接近,复合材料非线性的计算值比两种材料非线性的计算值小,轴力小3%～5%,弯矩小7%～8%。给出的混凝土和砌体的理想弹塑性本构关系在复合主拱圈加固石拱桥时有足够的可靠性,可供同类桥梁结构分析应用。

钢管混凝土拱桥可靠度分析

为了研究由于施工产生的误差对结构可靠度的影响,针对钢管混凝土拱桥的特点,采用应力叠加法(也即极限状态设计法)模拟了钢管混凝土拱桥成桥过程,运用响应面法结合FORM计算了结构体系可靠度.分别计算了拱桥拱轴线设计高度及拱轴线下降0.3m两种荷载工况下的结构体系可靠度.计算结果表明按1/2跨截面影响线布载时桥梁的可靠指标最低;在这种最不利工况下,拱轴线下降前后的结构体系失效概率变化较大,下降0.3m后的失效概率是设计时的5.2倍,相应的可靠指标也由设计拱轴线时的3.04下降为2.44.

单根吊杆断裂时组合体系拱桥结构强健性研究

以某在建大桥为主要研究背景,利用ANSYS通用有限元程序,对典型位置单根吊杆断裂给桥梁整体结构性能上带来的影响进行了计算分析。结果表明,单根吊杆断裂对大桥的影响体现同跨同侧特性,四分点吊杆断裂对大桥剩余吊杆影响稍高,拱脚区域的短吊杆对大桥主拱及主纵梁影响较为明显。大桥对单根吊杆断裂强健,整个结构不会有安全问题,计算结果为大桥的管理和养护提供了参考。

郑万铁路大宁河大桥设计关键技术

郑万铁路大宁河大桥主桥采用一跨282 m的中承式钢筋混凝土拱桥。主拱拱脚采用新型大直径斜桩+竖桩基础,能更好地与地形地质匹配,结构更经济、更环保;主拱圈采用2个平行单箱单室拱肋,由劲性钢管混凝土骨架外包C55无收缩混凝土构成,拱圈劲性骨架采用钢管混凝土桁架拱结构,通过外包混凝土特殊分层分段方案改善拱圈各构件的内力;主梁采用钢混连续结合梁,双纵肋形截面;桥面由预制混凝土板和现浇混凝土层两部分组成,既可以省去桥面现浇层的模板,又能加强主梁的整体性;吊杆采用Φ7 mm平行钢丝成品索;在拱肋横梁支座处设置专门研发的钢棒式阻尼器,在正常使用及地震作用下对结构进行适度约束。采用有限元法对全桥及各结构进行受力分析,结果表明:全桥满足安全及舒适性要求;主拱桩顶及承台应力分布较复杂,与普通群桩基础有很大不同;拱圈强度及裂缝宽度满足规范要求;拱圈外包混凝土、劲性骨架钢管及管内混凝土的承载能力均得到充分发挥。