任晓强[1]2004年在《大跨度钢管混凝土拱桥横向静风稳定分析》文中研究指明在公路与城市桥梁中，拱桥以其跨越能力大、承载能力高、工程造价低、养护维修费用少、桥型宏伟壮观等特有的优势而成为建筑历史最悠久、数量最多、竞争力最强、并且长盛不衰、不断发展的桥梁结构型式。拱肋作为压弯结构，随着跨径的增大，杆件的长细比及所承受的荷载也随之增大，拱圈横向刚度、宽跨比相对减小，在施工阶段及使用阶段横向稳定问题特别突出，常常成为拱桥设计的控制因素。因此，拱桥的整体稳定性就成为愈来愈突出的问题。 本文以大跨度悬链线单肋无铰拱桥为对象，在总结前人对圆弧、抛物线肋拱横向稳定实用简化计算和有限元分析的研究成果的基础上，对上承式、中承式和下承式的大跨度悬链线单肋无铰拱桥的横向静风稳定问题进行了系统的分析研究。 1．本文通过对承受竖向均布荷载和横向风荷载的悬链线单肋无铰拱的分析，利用能量原理，建立了单肋拱的横向静风稳定屈曲临界荷载的计算公式。分析了拱肋的抗扭刚度与横向抗弯刚度比、拱轴系数、矢跨比、桥面系的横向抗弯刚度与拱肋的横向抗弯刚度比、桥面系横向刚度引起的非保向力效应、横向风荷载对单肋拱横向稳定的影响，并给出了相应的图表，为拱桥设计时拱肋的结构参数的选取提供一定的依据。 2．本文利用大型综合有限元程序ANSYS，以已建的依兰牡丹江中承式钢管混凝土拱桥为例，考虑几何非线性和材料非线性效应，用增量和Newton Raphson迭代法详细分析大跨度钢管混凝土拱桥在不同加载方式作用下的稳定极限承载力。讨论了不同加载方式对大跨度钢管混凝土拱桥极限承载力的影响。
《中国公路学报》编辑部[2]2014年在《中国桥梁工程学术研究综述·2014》文中指出为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了各国桥梁工程领域(包括高性能材料、桥梁作用及分析、桥梁设计理论、钢桥及组合结构桥梁、桥梁防灾减灾、桥梁基础工程、桥梁监测、评估及加固等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先在总结了中国桥梁工程建设成就的同时对未来桥梁工程的发展趋势进行了展望;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了细化和疏理:高性能材料方面重点分析了超高性能混凝土(UHPC)和CFRP材料,桥梁作用方面分析了车辆荷载和温度,钢桥及组合结构桥梁方面分析了钢桥抗疲劳设计与维护技术和钢-混凝土组合桥梁,桥梁防灾减灾方面分析了抗震、抗风、抗火、抗爆和船撞及多场、多灾害耦合;最后对无缝桥、桥面铺装、斜拉桥施工过程力学特性及施工控制、计算机技术对桥梁工程的冲击进行了剖析,以期对桥梁工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
杨煊[3]2008年在《大跨度钢箱桁架拱桥施工稳定性分析》文中研究指明本文以正在施工的大宁河特大桥(主跨400m上承式钢箱桁架拱桥)为依托,开展施工阶段稳定性分析,开展了以下主要工作:(1)在查阅大量国内文献的基础上,对钢箱桁架拱桥的发展历史做系统的回顾和总结;总结钢箱桁架拱桥稳定性研究成果及发展方向。分析拱桥分段施工方法的类型和特点。(2)针对桥梁施工过程中遇到的稳定,论述相应的稳定理论;介绍有限元分析的原理和方法,重点讲述几何和材料非线性有限元理论及相应的数值计算方法;针对线性稳定和非线性稳定介绍有限元计算方法。(3)针对正在施工的大宁河特大桥,进行各施工阶段的一类稳定性分析,研究大宁河特大桥施工阶段中,拱肋在恒载、横桥向风荷载作用下的稳定安全系数;针对侧向刚度较低的拱上高立柱,进行纵桥向风荷载作用下的一类稳定分析。针对斜拉扣挂法施工钢箱桁架拱桥的主要施工设施——扣塔,进行恒载一类稳定分析。针对稳定系数较低的施工阶段进行极限承载力分析,确定恒载的二类稳定安全系数。(4)进行大跨度钢箱桁架拱桥施工阶段稳定性能参数化研究。针对施工过程中施工参数,拱脚边界条件、拱肋的合拢方式、拱上立柱和桥面系的安装顺序,进行参数化研究。确定斜拉扣挂方法施工大跨度钢箱桁架拱桥稳定性的关键因素,给出供参考的改善施工稳定性措施。
冷捷[4]2008年在《荷载对大跨度钢管混凝土拱桥极限承载力的影响》文中指出随着钢管混凝土拱桥跨径的增大,稳定问题愈来愈突出,成为拱桥设计的重要控制因素之一。因此,大跨度钢管混凝土拱桥稳定性及极限承载力的研究具有重要的理论意义和工程价值。本文首先总结了国内外学者在钢管混凝土拱桥稳定及极限承载力分析方面的研究成果,然后系统地阐述了钢管混凝土拱桥稳定及极限承载力的分析理论。以四川巫峡长江大桥为工程背景,采用有限元分析软件ANSYS,通过对成桥运营阶段下的16种荷载工况进行极限承载力分析,所做的主要工作有:1.通过计算分析,探讨拱桥的破坏机理。2.详细讨论了不同工况下稳定安全系数、破坏路径、内力变化规律以及失稳形态等,得出了一些重要结论,对同类桥梁的设计具有一定的参考价值。3.分析了活载比例对钢管混凝土拱桥的极限荷载系数影响,并拟合了两者关系的公式。4.结合现有规范,归纳出了桁式钢管混凝土拱桥面内极限承载力的简化算法,并将其与非线性有限元的结果进行比较。认为简化算法的结果偏于安全,在设计中,可以采用此种方法来评估桁式钢管混凝土拱桥的面内极限承载力。
封周权[5]2007年在《刚构—单肋系杆拱组合桥梁稳定性研究》文中提出刚构-单肋系杆拱组合桥梁是一种拱圈与刚构刚性连接,共同承担荷载的新型组合桥梁体系,它将刚构桥与拱桥有机的结合起来,不但显示了刚构桥和拱桥各自的特点,而且使得两种桥型的优点得到了相互补充。然而,对于这种单肋拱桥而言,上部结构的侧向刚度、抗扭刚度非常有限,存在着稳定性问题,尤其是拱肋的面外刚度要远小于面内刚度,因此,面外稳定问题更加突出。本文针对刚构-单肋系杆拱组合桥梁的稳定性问题,以正在修建的广州白沙河大桥为工程背景,主要做了以下工作:(1)首先用解析方法探讨了拱结构的稳定性,推导了抛物线单肋拱面内、面外弹性稳定计算的理论公式,面外稳定计算分别考虑了保向力和非保向力,提出了横向风荷载作用下面外稳定的计算公式。(2)总结了稳定分析的有限元方法,将非线性理论全面引入稳定问题,给出了非线性稳定问题的求解思路与方法;讨论了失稳判别准则和稳定性评价指标;介绍了稳定分析在ANSYS中的实现方法。(3)进行了整体稳定分析,分别计算了恒载、风载和列车荷载等荷载组合作用下的第一类稳定问题和考虑几何、材料等非线性因素恒载作用下的第二类稳定问题,并探讨了影响整体稳定的有关因素。(4)进行了整体-局部相关稳定分析,首先采用理想加劲板局部稳定理论对钢箱拱肋进行了稳定分析,然后建立混合有限元全桥模型,分析了整体-局部线弹性相关稳定性及其影响因素,最后进行了整体-局部弹塑性相关稳定分析。(5)本文最后对空气静力稳定性问题进行了研究,首先回顾了静风稳定分析的相关理论,接着利用CFD对桥梁构件的叁分力系数进行数值模拟,最后分别不考虑和考虑静风荷载非线性,对白沙河大桥进行了静风荷载极限承载力分析。
刘涛[6]2007年在《支井河特大桥拱肋施工过程分析》文中认为钢管混凝土拱桥具有施工过程中自重轻、承载能力大、抗变形能力强等优点，因此它在我国桥梁建设中得到越来越多的重视和更加广泛的应用。修建大跨度钢管混凝土拱桥的关键是施工问题。然而过去长期采用的满堂支架施工法限制了钢管混凝土拱桥向大跨度发展。随着无支架施工技术特别是缆索吊装法的逐步成熟，钢管混凝土拱桥的应用范围大大拓宽。本文从钢管混凝土拱桥的发展状况和施工方法、特点出发，以主跨449.4米的超大跨径钢管混凝土拱桥—湖北宜昌至恩施的支井河大桥为背景，重点研究了以下几方面的问题：1．阐述大跨度钢管混凝土拱桥合理成桥状态的分析理论。研究利用前进分析法和后退分析法这两种缆索吊装法进行施工控制的原理。论述了零弯矩法、定长扣索法和零位移法等叁种计算施工过程中的扣索索力的方法。以支井河大桥为背景，经分析比较，运用前进分析法分析各施工阶段，零位移法确定各阶段索力值。2．建立扣索张拉、卸载情况不同的两种拱肋施工方案。分析两种旌工方案对拱肋应力、缆索材料用量和施工难易程度等方面的影响，综合对比各方面因素，寻找其种一套较为合理的通过缆索张拉来实现拱肋架设的方案。3．以支井河大桥为背景，取其施工过程中的最大悬臂状态建立有限元模型，根据计算结果具体探讨不同的施工方案对桥梁整体施工稳定性的影响。并考虑风荷载作用，研究风荷载对拱桥稳定性的作用。分析结果表明，方案二在拱肋应力情况、缆索材料用量、施工安全性及其施工稳定性等多方面都具有更大的优势，而其主要特点就在于它以正式扣索代替了方案一大部分的临时扣索和采用了先张拉锚索后张拉扣索，锚索总索力大于扣索总索力，不平衡力差由引桥箱梁承受的原则。本文得到了按照方案二进行拱肋施工更具有合理性的结论，这对以后大跨度钢管混凝土拱桥的施工过程有一定的借鉴意义。
宋建[7]2017年在《静风荷载作用下大跨度钢管混凝土拱桥稳定性研究》文中指出钢管混凝土拱桥凭借其承载力高、稳定性好、经济效益良好等优点,被广泛运用于我国交通建设中。随着桥梁设计理论的进步、制造工艺的发展、新型构筑材料的研发,桥梁正向跨度更大、质量更轻柔方向发展,其中风荷载在桥梁建设与运营中的影响作用越发明显。本文依托于我国西部某跨径为300米的大跨度上承式钢管混凝土拱桥,利用有限元软件Midas Civil建立结构模型,对其进行静风荷载下稳定性分析。基于《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T D60-01-2004)和《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015),主要研究工作包括如下几点:1)利用有限元模型,模拟静风荷载作用下合龙前最大悬臂状态、拱上立柱状态、成桥状态叁种工况下的位移变形,指出最大位移变形量出现在最大悬臂状态,并为施工过程抗风防护提出建议。2)分析研究了最大悬臂状态、成桥状态下的动力特性,得到前十阶振动响应图。通过分析振动响应图,发现在成桥状态拱肋的面内振型出现比面外振型晚,表明结构面内刚度强度面外刚度;对称振型比反对称出现晚,表明在成桥阶段各个构件以形成一个统一整体,能够发挥协调作用,但因成桥运营期较长,因此应着重加强此阶段的抗风防护;通过分析最大悬臂状态下的振型图,发现最大振幅发生在主拱圈顶端,而悬臂仅靠固结拱脚与缆风维持平衡,在风荷载的作用下容易发生失稳现象,因此需加强缆风的强度。3)结合规范分别对颤振、驰振、涡激共振稳定性进行阐述,并对依托的工程实例进行验算,结果表明该工程中钢管混凝土拱桥具有较强的稳定性能,在此基础上详细阐述风致振动控制措施。4)对合龙前最大悬臂状态的稳定性进行分析,提出优化拱肋横撑布置及缆风索角度的相关措施。
冯玉珍[8]2009年在《大跨度钢管混凝土拱桥风致响应分析》文中指出随着科技的发展,桥梁跨径在不断的增大,抗风问题成为大跨度桥梁设计中的关键问题。虽然钢管混凝土拱桥在我国得到了大量的应用,但其在结构抗风的静、动力分析方面的研究还不成熟。本文以主跨460m的中承式钢管混凝土拱桥——巫峡长江大桥为背景,主要研究了静阵风响应,尤其是风致抖振响应。主要工作如下:1.根据大跨度钢管混凝土拱桥风速谱随高度变化的特点,采用谐波合成法模拟了桥址处的随机风场。2.利用有限元分析软件ANSYS建立巫峡长江大桥的有限元模型,并对该桥的动力特性进行了分析。3.根据静阵风分析理论,对钢管混凝土拱桥的静阵风响应进行了分析研究,其中重点研究了结构几何非线性对静阵风响应的影响。4.通过随机风场的模拟,获得了桥梁结构的时域化风荷载,在此基础上,采用ANSYS对该桥进行了线性和非线性时域抖振响应分析。为得到稳定的求解结果,非线性运动方程是采用Newmark ?β法与修正的Newton ? Raphson迭代法求解。通过本文的研究,得到了一些有益的结论,进一步完善了大跨度钢管混凝土拱桥的抗风研究,对同类桥梁的抗风设计具有一定的参考价值。
贾渊[9]2009年在《大跨连续刚构拱组合桥仿真计算分析》文中指出随着科学技术的发展,桥梁建设技术也得到迅速提高。将钢管混凝土结构应用于桥梁结构组成的预应力混凝土梁拱组合桥梁就是新发展的一种建桥技术,它是利用钢材耐拉、混凝土耐压结合成整体并共同工作的一种结构形式。本论文以新建铁路广珠城际轨道交通工程小榄水道特大桥为工程背景,该组合桥是拱圈与刚构刚性连接,共同承担荷载的一种新型桥梁体系,是国内客运专线首次采用的桥梁结构型式,也是国内客运专线和世界高速铁路跨度最大的桥梁。该桥具有新技术含量高、工艺复杂及施工难度大等特点,因此选择合理的施工方案尤为重要。同时钢管拱承担了很大的轴力和弯矩,其稳定性是桥梁设计和施工中必不可少的考虑因素。因此,论文运用有限元方法对该桥型进行全桥结构分析,并对于施工中某些细节进行了优化对比,最后,对成桥状态的稳定性进行了分析。为同类桥梁的设计、施工和计算分析提供参考。本论文的研究内容包括:1)对拱式组合体系桥的工作原理、分类、发展等进行了调研和总结,并分析说明了钢管混凝土的工作机理及本构关系,论述了大跨度拱桥的挠度理论和空间分析的有限元基本理论。2)以小榄水道特大桥为工程背景,详细论述了借助于有限元程序MIDAS/CIVIL建立全桥空间分析模型各个部分的建模过程,包括各组成构件的模拟及收缩徐变等的模拟,集中对成桥状态静力计算结果进行受力及变形特点的分析,得到此种刚构拱组合桥的受力体系特点。3)对已建模型进行施工阶段划分,并对施工过程进行细部优化,即对几种不同施工工序模型结果进行对比分析,得出在刚构拱组合桥的施工过程中,先下后上,对称浇注管内混凝土的顺序对拱脚内力储备较为合适。在吊杆的安装及张拉施工中,从跨中向拱脚即从中到边顺序对称安装张拉的顺序较合理,为此种桥型的施工设计提供了理论和实践技术上的优化方案。4)对成桥状态下的稳定性进行验算,并分析了荷载状况和横撑、吊杆等构件对成桥稳定性的影响。
彭小明[10]2008年在《大跨度钢桁架拱桥仿真计算分析》文中研究说明近几年,随着桥梁建设的发展和钢材产量及质量的提高,我国钢拱桥的建设已进入了一个崭新的时期,大跨度连续钢桁架拱桥迅速在国内兴起。本论文采用理论与工程实践相结合的技术路线,以重庆朝天门大桥作为工程背景,探讨了大跨度钢桁架拱桥的空间受力特性、施工过程仿真模拟计算和静风稳定性,为同类桥梁的设计、施工和计算分析提供参考。本论文主要的研究内容包括:(1)叙述了国内外大跨度钢桁架拱桥的发展状况,针对钢桁架拱桥的结构特点,对其设计理论和结构性能进行了分析。(2)论述了大跨度拱桥的挠度理论和空间分析的有限元基本理论,对桥梁结构有限元分析的步骤进行了归纳,给出了有关的刚度矩阵、荷载列阵和计算公式等。(3)以重庆朝天门大桥作为工程实例,建立了有限元计算模型,计算了钢桁拱成桥状态结构的效应和运营阶段中恒载、活载、温度荷载对结构的影响,对比分析了恒活载作用的影响程度,并按最不利荷载组合验算了结构应力与变形,同时分析了吊杆损伤对结构静内力的影响。(4)介绍了大跨度拱桥的施工方法和施工过程仿真模拟计算方法,并进行了对比分析。根据钢桁拱的施工特点和施工工艺,采用倒拆—正装法对朝天门大桥进行施工全过程仿真计算分析,并对大跨度钢桁架拱桥的施工计算结果进行了探讨研究。(5)通过不同的加戟方式和荷载组合,分析了大跨钢桁架拱桥成桥运营状态和施工期间的静风稳定性,得出横向静风荷载对钢桁拱的稳定性影响较小,钢桁拱的抗风性能较好,符合抗风设计规范要求。这对确保该世界第一大跨钢桁拱桥的顺利施工与成桥安全运营起到了技术支撑的作用。
参考文献：
[1]. 大跨度钢管混凝土拱桥横向静风稳定分析[D]. 任晓强. 东北林业大学. 2004
[2]. 中国桥梁工程学术研究综述·2014[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2014
[3]. 大跨度钢箱桁架拱桥施工稳定性分析[D]. 杨煊. 重庆交通大学. 2008
[4]. 荷载对大跨度钢管混凝土拱桥极限承载力的影响[D]. 冷捷. 苏州科技学院. 2008
[5]. 刚构—单肋系杆拱组合桥梁稳定性研究[D]. 封周权. 湖南大学. 2007
[6]. 支井河特大桥拱肋施工过程分析[D]. 刘涛. 大连理工大学. 2007
[7]. 静风荷载作用下大跨度钢管混凝土拱桥稳定性研究[D]. 宋建. 重庆交通大学. 2017
[8]. 大跨度钢管混凝土拱桥风致响应分析[D]. 冯玉珍. 苏州科技学院. 2009
[9]. 大跨连续刚构拱组合桥仿真计算分析[D]. 贾渊. 北京交通大学. 2009
[10]. 大跨度钢桁架拱桥仿真计算分析[D]. 彭小明. 北京交通大学. 2008