异型单肋双索面人行钢拱桥吊杆张拉方案研究

为实现异型人行拱桥梁施工各阶段合理受力状态,需探索合理的吊杆张拉方案。以云溪桥-异型单肋双索面人行钢拱桥为研究对象,根据桥梁自身特点确定出吊杆张拉方案的合理性原则和多种吊杆张拉方案,建立桥梁有限元模型进行桥梁施工阶段分析,采用正装迭代法得到各施工阶段的吊杆张拉控制力,探讨多种吊杆张拉方案对桥梁主要构件施工阶段受力及变形的影响。结果表明:从拱肋受力与变形角度来看,从两边拱脚向中间拱顶顺序张拉吊杆方案对桥梁结构更有利;初始张拉双根吊杆措施更适合从中间拱顶向两边拱脚顺序张拉吊杆;同时张拉内外侧吊杆比先张拉外侧吊杆后张拉内侧吊杆更有利于拱肋、主梁受力与变形;双批次先外侧后内侧张拉吊杆使主要受力构件应力及变形峰值更小、变化过渡更为平缓,优于单批次内外侧同时张拉吊杆方案。桥梁内侧吊杆设计索力较小,不宜分批次张拉,外侧吊杆设计索力稍大,可进行二批次吊杆张拉。

吊杆损伤对大跨径斜靠式拱桥稳定性影响

斜靠式拱桥作为一种新型结构的拱桥值得研究,并且由于其独特的吊杆布置方式,吊杆损伤对稳定性影响目前需要不够了解。以跨径130m,高26m,宽44.4m的斜靠式系杆拱桥为例,采用有限元模拟的方法对拱桥不同位置吊杆损伤以及应力变化情况做出具体研究和分析。得到结论,在斜靠式拱桥4号吊杆位置处吊杆断裂对拱桥稳定性影响最大,并且偏荷载使得拱桥安全系数整体下降,在偏荷载一侧桥型屈曲波动较大。主拱吊杆在吊杆断裂时受到的应力更大,也更容易发生断裂,在靠近拱脚处的短吊杆受到的应力最大断裂后向相邻吊杆释放的冲力也越大。稳定拱吊杆在一定程度上影响拱桥稳定性,但是在断裂后向相邻位置稳定拱吊杆和对应位置主拱吊杆冲力更小,不容易发生连锁性破坏。最后得出结论,主拱吊杆承载应力更大也更容易发生破坏,需要着重加固靠近拱脚位置吊杆。

宽幅下承式空间多索面异型系杆拱桥设计关键技术

以外秦淮河大桥为工程背景,采用Midas Civil对该异型拱桥进行仿真模拟,首先探讨了不同主梁刚度、拱肋刚度两个参数条件下的拱桥结构受力性能影响规律;其次考虑异型拱桥结构最不利情况,进行了强度、刚度验算分析;另外计算了桥梁结构前五阶振型及自振频率,分析了其动力特性;最后针对拱肋可能会发生的失稳情况,进行了拱肋稳定性设计分析.结果表明:主梁与拱肋的变形、应力均满足设计要求;在10%~20%范围内改变主梁、拱肋结构刚度对结构受力影响较小,外秦淮河大桥作为城市交通景观桥梁,主梁与拱肋构造设计仍有一定的优化空间;桥梁前5阶的自振频率在0.49~1.25 Hz之间,动力性能较好,为抗震设计提供了参考;该异型拱桥结构具有较好的稳定性能.

大跨径异形斜塔斜拉桥无支架施工关键技术研究

永定河特大桥主桥110m+50m+40m的梁固结体系独斜塔斜拉桥,该桥跨越永定河北小捻与南前卫埝。基于高斜塔分段预制安装难度大、焊接变形控制难度大、索力调整与线形控制难度大等施工难题,研究了主梁及主塔施工关键技术。主梁采用履带式起重机和临时支架配合施工,主塔分16个节段,采用无支架安装工艺进行施工,研究并详细阐述了临时支架搭设、临时索施工、主塔吊装、节段连接等关键技术,并提出了钢箱梁精确定位与线形控制措施。数值模拟结果表明:支架各主要杆件的强度、变形及地基承载力均满足设计规范要求。

多拱肋异型系杆钢拱桥静载试验分析

以多拱肋异型系杆钢拱桥为工程背景,从有限元计算分析、控制断面选取、测试内容及测点布置、试验加载工况确定等方面详细阐述了复杂结构桥梁静载试验方法和过程。在各试验工况加载下,对控制断面的应变、变形、吊杆索力进行测试,并与理论计算值进行比较分析。结果表明:现场实测值与理论计算值吻合较好,且均小于理论计算值,该异型系杆钢拱桥结构具有足够的强度和刚度安全储备,满足设计要求,所得结论可作为桥梁承载能力评定的依据。

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。

多拱肋异型系杆钢拱桥动载试验分析

通过现场实际对多拱肋异型系杆钢拱桥进行动载试验,详细介绍了异型拱桥动载试验的主要工作内容、试验方法、试验结果分析等。通过现场测试与理论计算分析,桥梁结构各阶自振频率的实测值均比理论计算值大,表明桥梁实际结构刚度好于理论刚度,桥梁实测阻尼比0.145%~0.390%之间,属于正常范围,桥梁主要振型为主梁一阶扭转,拱肋横向一阶侧弯,拱肋的横向刚度相对较弱。桥梁在各行车工况下的实测冲击系数在1.04~1.20,与设计所用冲击系数1+μ=1.05较为接近,满足规范要求。

异形钢拱塔桥梁温度效应分析

异形拱塔斜拉桥造型新颖,在提升桥梁美观性的同时也带来了受力复杂的问题。此外,温度效应对异形拱塔斜拉桥的影响也更加突出。为了研究异形钢拱塔斜拉桥在不同温度梯度模式和系统温度变化下的温度应力,以大庆市秀水路跨线桥为例,分别对比了英国、新西兰、美国、中国规范规定的温度梯度作用模型下的结构温度作用,并考虑了系统温度变化下桥梁结构的温度应力。结果表明,中国规范计算的正截面应力较小,这在一些特殊桥梁上可能是偏于不保守的,可以考虑参考其他国家规范进行验算。在梯度温度和系统温度下,主梁的跨中截面和中墩墩顶截面、拱塔的拱顶截面存在局部应力的极大值,在进行设计时可考虑对这些部位进行加强。

曲线主梁异形拱肋桥梁结构体系设计及受力分析

景詹沙河大桥位于江苏省溧阳市天目湖景区,全长248 m,跨径布置80 m+123 m+45 m。大桥采用异形拱曲梁协作结构体系,曲线梁、异形拱和扇形空间索面共同形成古琴造型,整体造型简洁新颖,突破了传统拱桥外形。文章阐述了大桥主体结构设计,结合有限元计算模型,对结构体系进行比选,最终确定采用拱墩分离的结构体系。经验算,结构安全满足设计要求,可为类似桥梁的设计与施工提供借鉴和参考。

跨临港大道景观桥的结构设计与计算分析

异型拱桥因其姿态多变,在城市景观桥梁建设中应用较多。跨临港大道景观桥采用横向非对称、纵向偏态拱型式,主跨130 m,主梁为分体双箱弧形梁,中间以横梁联系。文章对其结构设计、施工控制和计算分析做全面介绍,总结了该类桥梁的结构特点和受力特性,并提出了改善其受力性能的方法,可为类似项目的设计提供有益的参考。

中承式空间Y形钢拱桥力学分析

异形拱桥作为景观桥可以很好满足人们的景观需求,但同时它的受力形式也复杂多样,为了研究某空间Y形拱桥在施工阶段以及成桥阶段的受力特点,采用有限元分析软件建立全桥的数值模型。在考虑结构所受强风荷载的基础上,主要研究了该结构在各个施工阶段以及成桥阶段关键部位的内力和应力,然后对结构进行动力和稳定性分析。结果表明:该桥所受风荷载作用效应较为显著,双拱侧拱脚因为倾角的原因弯矩值较大,结构的受力均满足规范要求。通过对该拱桥的相关力学行为分析,研究结论可以给未来类似结构的设计和施工提供参考。

钢箱梁步履式顶推施工力学行为分析

以广东省江门市一座在建斜拉-异形拱混合结构桥梁为研究背景,采用MIDAS/Civil建立有限元模型,模拟钢箱梁顶推施工过程,对顶推过程中钢箱梁、导梁的应力和变形以及顶推支墩受力情况进行分析,并绘制极值包络图;对最大支反力作用下关键部位的局部稳定性进行分析。结果表明:步履式顶推施工工艺能够满足钢箱梁的安装要求;导梁及钢箱梁的变形和最大应力均出现在工况四,即钢箱梁前端顶推至倒数第二个桥墩时,且均未超过控制限值;导梁和钢箱梁关键部位的局部稳定性满足规范要求。分析过程确保了钢箱梁顺利施工。

兴隆76路中承式异形钢管拱桥总体设计

兴隆76路中承式异形钢管拱桥为成都市天府新区直管区川法生态科技园的一座标志性景观桥梁,跨径组成为32 m+96 m+32 m,主拱拱圈整体造型为人字形,截面形状呈蜜桃形,除了左右两拱圈交汇处采用变截面外,其余区段均为等截面,主梁为等高等宽连续钢箱梁,其桥面板采用正交异性板结构,吊杆上、下端均采用钢锚箱与主拱拱圈、主梁进行锚固。采用有限元软件对主桥进行整体静力及稳定性分析,结果表明:在施工阶段及运营阶段主拱和主梁的承载能力均满足设计规范要求,桥梁具有良好的静力性能。通过总结此类桥梁结构的设计形式及受力特点,可为后续其他类似桥梁的设计提供经验参考。

多拱肋异型系杆钢拱桥温度敏感性分析

为研究不同形式的温度变化对异型桥梁成桥状态的影响,该文以一座多拱肋异型系杆钢拱桥为工程背景,建立Midas Civil空间有限元计算模型,选取整体温度、梁拱温差、纵桥向索面温差和横桥向索面温差四个参数对其进行敏感性分析,得到各参数对桥梁结构变形、应力和索力的影响程度。结果表明:梁拱温差对桥梁结构变形、应力和索力影响较大,是三者共同的敏感参数;整体温度作用对变形有较大影响,对应力和索力影响较小;纵桥向和横桥向索面温差对索力的影响程度较大,对变形和应力的影响程度较小。

老城区新建桥梁设计要点及关键技术

针对新建构筑物受既有建筑制约以及景观协调等难题,以实际工程为例,提出采用异形特种桥梁及明沟暗河化等设计思路,较好地解决了老城区新建桥涵的线位问题,拓展了城市用地。

异型拱桥结构内力分析

研究异型拱桥的结构受力特征以及与正型拱桥的差别。通过计算实例 ,分析比较异型拱结构的力学特性 ,研究其吊杆斜率、矢跨比变化时引起的内力变化规律 。

斜跨异型拱桥的设计与分析

斜跨异型拱桥造型新颖别致,适合于城市景观桥梁.文中以张家口通泰大桥为工程背景,介绍斜跨异型拱桥的设计方法,分析斜跨拱桥的静力特性和稳定性.建立空间有限元计算模型,分别得到拱肋和主梁在最不利荷载组合下的应力包络图,以及拱肋在各阶段的稳定系数.计算结果分析得到,由于吊索不平衡水平分力和风荷载作用,横向荷载是斜跨异型拱的控制荷载.

大倾角煤层回采巷道断面适应性

基于大倾角煤层回采巷道围岩应力显现规律,采用数值分析方法对不同类型断面巷道的围岩塑性区及应力非对称分布特征进行研究,并建立异形断面巷道围岩破坏力学模型,确定其合理的支护方式.结果表明,大倾角煤层回采巷道围岩塑性区沿煤层倾斜方向演化,顶底板破坏深度大于两帮,且两帮破坏程度差异大;巷道断面形状不同,导致巷道围岩应力集中程度、塑性区及变形量等有很大差异;拱形巷道围岩变形适应性好,异形巷道两侧的顶角煤易发生剪切破坏,但考虑回采巷道掘进、设备运行及服务年限等需求,常用异形巷道;采用"锚网+钢带+锚索"的支护形式,加强异形巷道顶板帮及坡顶煤的支护,满足支护阻力大于F1和F2,可明显减少巷道围岩变形,保持巷道的稳定性.

中承式异形钢管混凝土拱桥动力特性分析

运用通用有限元软件ANSYS对某中承式异形钢管混凝土拱桥进行了动力特性的数值模拟分析,给出了自振频率和振型描述,并对自振特性的影响因素进行了研究。结果表明:主拱肋、竖吊杆、斜撑有助于增强拱桥的竖向刚度;副拱肋对拱桥面外振动影响较大,其外倾角影响结构整体刚度;横撑、斜撑的设置有助于提高拱肋的横向刚度,增强抗风的稳定性;二期恒载集度对竖弯振动影响较大;边界条件对拱桥的动力特性有显著影响。研究结果可以为同类桥粱的抗震设计提供参考。

斜跨曲线异形拱桥施工过程应力和挠度分析

异型拱桥造型新颖独特,但受力复杂。为了确保异型拱桥施工过程安全,以通泰大桥为工程实例,采用有限元软件Ansys建立三维有限元模型,考虑11种工况,进行异型拱桥的施工仿真分析。计算结果表明:主梁和拱肋的应力水平不高,主梁最大Mises应力为30.6 MPa,拱肋最大Mises应力为76.4 MPa,均未超出容许应力;吊索的最大应力为723 MPa,出现在工况4中B09号吊索,尽管也未超过容许应力,但应在施工中密切监控其受力。变形计算表明,成桥时(工况11)桥梁变形最大,为主梁变形,最大挠度值为21 cm。设计图纸中主梁设置了20 cm的预拱度,基本是可行的,与计算结果相符。