强梁弱拱组合体系桥吊杆张力及张拉方案研究

强梁弱拱组合体系桥梁可以提高主梁刚度,有效改善大跨度梁桥跨中下挠以及开裂问题,同时可以减小主梁结构的建筑高度,其吊杆张力以及张拉方案的确定较为复杂。依托城市桥梁恒太河特大桥(65m+110m+180m+110m+65m梁拱组合体系),在有限元分析软件中建立结构空间模型,进行施工阶段张拉过程分析,研究了合理吊杆张拉力的确定方式以及较优的吊杆张拉方案。采用主动受力的方式,通过张拉吊杆,将主梁荷载传递给拱肋承担,使得主梁抗弯以及抗剪强度满足规范要求,进而调整拱轴系数,根据最小能量原理,降低拱脚、1/4跨以及拱顶弯矩绝对值差值,得到最佳拱轴系数,研究发现随着拱轴系数m值增加,拱脚弯矩由大变小,拱顶弯矩由小变大。对五种不同的吊杆张拉方案进行对比分析,结果表明分两批次张拉吊杆方案中,单次张拉力较小,加上第一次张拉使得拱肋存有一定的压应力储备,使得整个张拉过程中,灌注混凝土出小的拉应力极值较小;从拱脚向拱顶依次张拉吊杆时,由于拱肋在拱脚竖向刚度大于拱顶竖向刚度,先张拉拱脚时出现的拉应力较小,在接近跨中时,拱肋已经有一定的压应力储备,也可抵消吊杆张拉产生的拉应力,因此从拱脚向拱顶两批次张拉方案较优。

大跨度系杆拱桥一阶面内振型对称性判别条件研究

系杆拱桥一阶面内振型分别为正对称和反对称时,其对应的动力特性和车致动力响应具有较大差别。根据拱桥一阶面内振型形态将系杆拱桥划分为两类:以主梁正对称振型为主的强梁弱拱和以主拱反对称振型为主的强拱弱梁。选取矢跨比、主拱长细比、梁拱刚度比、跨度等主要参数,利用有限元软件ANSYS进行参数分析,从而给出系杆拱桥一阶面内振型形态对称性近似判别条件。

钢桁架拱-混凝土组合梁桥设计与分析

本文首先给出钢桁架拱-混凝土梁组合体系桥梁设计方案,受力上采用强梁弱拱,既降低了杆件的尺寸和钢材的用量,又兼顾了桥梁美观,施工上采用先梁后拱的施工顺序,采用满堂支架施工方法。然后对桥梁整体及关键节点进行了有限元分析,钢拱肋和混凝土主梁结合的部位施工是关键所在。在各工况下,本桥的强度、刚度、稳定性都满足规范要求,为同类工程设计和施工提供参考。