王建军[1]2004年在《箱形拱桥静力分析与动力分析的QR法》文中提出本文首先简单介绍了箱形拱桥的发展现状和前景、结构形式、力学性能及相关较成熟的理论及其在工程实际中的应用，然后介绍作者的研究工作。 本文主要研究大跨度箱形拱的静力和动力问题。先利用样条有限点法以薄壁梁理论为基础建立箱形拱的单元刚度方程，然后以此为基础，利用QR法建立箱形拱的刚度方程，进行箱形拱内力分析；建立箱形拱的动力方程，然后利用样条无条件稳定算法求解动力方程。最后利用C语言编制了相应的计算程序，计算分析了一个实际工程问题，同时，针对实际工程问题作了线性静力、地震反应作用分析，计算结果同大型有限元软件ANSYS的计算结果相比较，精确度比较高。这种方法在理论上不同于有限元法，避免了传统方法带来的巨大困难及缺陷。计算结果表明，利用QR法分析大跨度钢筋混凝土箱形拱桥的静力和动力问题，不仅计算简便，而且精度高，收敛性好，是一种经济有效的新方法。 本文不仅具有理论意义，而且有实用价值。
郭郅威[2]2016年在《钢管混凝土拱桥静动力力学性能分析》文中研究表明本论文针对钢管混凝土拱桥空间结构存在的问题,立题开展钢管混凝土拱桥的静动力力学性能及结构相关参数研究。论文的主要研究内容如下：(1)调研了国内外拱桥的发展及钢管混凝土结构的受力性能特点,并阐述了静动力分析、抗震性能分析的方法与研究现状,提出了要研究的问题。(2)论述了钢管混凝土结构的基本力学原理,根据组合结构理论方法对比分析了两种不同材料组成的钢管混凝土结构及套箍的作用,利用极限平衡原理求解相应的计算方程；利用屈服准则将钢管混凝土视作一个整体结构,采用增量法通过测定钢管和混凝土的本构关系逐步求得钢管混凝土的荷载-位移曲线。(3)依托钢管混凝土拱桥典型工程案例,建立有限元模型,研究分析恒载、活载、次内力以及温度效应对钢管混凝土结构的影响。由计算结果得,混凝土收缩徐变及预应力次内力的影响不容忽视;温度效应对拱肋结构的影响要大于对主梁的影响。对比分析了圆形钢管混凝土拱肋截面与矩形钢管混凝土拱肋截面形式对桥梁结构受力特能的影响,由结果可得,截面特性相同的情况下,截面形式对桥梁静力性能影响较小。(4)对桥梁结构自振特性进行了参数分析。通过计算对比分析了钢管壁厚、钢管内混凝土截面直径、矢跨比及横撑布置形式等参数变化对桥梁自振特性的影响。计算结果表明,拱肋截面参数的改变对于拱肋的动力性能影响较小;改变钢管混凝土拱桥的矢跨比是控制其动力性能的主要方法：横撑数量的增加可以提高钢管混凝土拱桥的横向抗变形能力,布置X型和K型横撑可以提高其抗扭性能。(5)使用反应谱法和时程法对钢管混凝土拱桥的抗震性能进行了对比分析,对钢管壁厚、钢管内混凝土截面直径、矢跨比及横撑布置形式等参数变化对桥梁抗震性能的影响进行了分析。分析结果显示,弯矩最大值出现在拱脚位置,改变拱肋截面参数对全桥的各方向抗震性能有较小限值的影响：选取合理矢跨比可以提高拱肋的抗震性能；横撑数量的增加可以提高拱肋横向抗震性能,对主梁的抗震性能影响较小,X型和K型横撑可以提高桥梁整体的抗扭性能。综上所述,通过对钢管混凝土拱桥的静、动力特性及抗震性能,得到了钢管壁厚变化、钢管混凝土结构的截面直径、矢跨比及横撑布置形式等参数变化下的钢管混凝土拱桥的静、动力及抗震性能的结构力学性能规律,可为今后同类型钢管混凝土拱桥的设计提供参考依据。
罗月静[3]2004年在《大跨度钢管混凝土拱桥施工控制研究》文中指出本文主要研究大跨度钢管混凝土拱桥的施工控制理论。以两个实际工程及研究课题：那莫大桥施工控制(2003年6月通车)、石家渡漓江大桥施工控制(2003年11月通车)为背景，结合桥梁结构理论、样条理论、灰色系统理论、神经元网络理论及最优化方法等理论，从各方面对施工控制进行研究。主要内容如下： 1、提出利用样条单元结合ANSYS来进行桥梁结构分析。用3次B样条函数来构造结构的位移模式，基于最小势能原理导出了桥梁结构的样条单元刚度矩阵。借助大型有限元分析程序ANSYS的二次开发功能，在ANSYS中构造用户单元——样条单元，然后运用ANSYS的前后处理功能和计算功能进行结构计算。用本方法对那莫大桥、石家渡漓江大桥吊装过程的吊装顺序各结构进行了分析，对施工提供了理论依据。 2、对吊装过程各阶段进行稳定性分析以便确定安全的施工吊装方案。针对施工过程，采用非线性分析程序，考虑吊装施工过程中结构体系不断变化、荷载不断增加等因素，计算了南宁那莫大桥和石家渡漓江大桥主拱肋吊装过程中的稳定安全性，得出了各施二阶段稳定安全系数，分析比较了采用两种不同吊装顺序对该大桥结构稳定安全的影响，计算结果为施工提供了重要的理论指导。 3、根据双重非线性计算原理，结合ANSYS高级编程技术，运用其APDL语言编程对结构施加初始缺陷，从而计算桂林石家渡漓江大桥的极限承载力，为桥梁安全施工提供理论依据。 4、研究施工前的工程控制，运用最优化理论进行施工控制计算求出各施工阶段的扣索索力和拱肋吊装高度，模拟了钢管拱肋的拼装过程，有效地解决了千斤顶斜拉扣挂体系调索次数与方法限制的问题。并针对施工单位的简化计算方法，从石家渡漓江大桥索力计算与实际施工差异着手，探讨钢管混凝土拱桥吊装斜拉扣挂系统中扣索力计算的方法，并针对计算假设与实际施工方法的差异提出对计算方法修正的建议，可使实际施工节省扣索，并减少施工量。 摘要 5、研究前人在将灰色理论用于梁桥、斜拉桥施工控制的经验，首次将灰色理论引入大跨度拱桥的施工控制计算，对吊装施工过程进行误差分析，并根据结果调整施工预拱度预测序列，并对那莫大桥工程的施工控制进行了指导。首次将灰色理论结合神经元网络方法(G一BP模型方法)引入大跨度拱桥的施工控制计算，对吊装施工过程进行误差分析，并根据结果调整施工预拱度预测序列，并对那莫大桥、石家渡漓江大桥两个工程的施工控制进行了指导。
丁岩[4]2010年在《高速铁路尼尔森体系系杆拱桥设计参数分析及调索研究》文中研究指明以京沪高速铁路上一座尼尔森体系系杆拱桥为研究对象,对结构体系设计参数与后期徐变变形进行了详细分析,并编制了拱桥成桥调索程序。主要工作如下:(1)详细研究了吊杆布置形式,拱肋内倾角等设计参数对结构受力特性的影响,得出了合理的吊杆布置形式与拱肋内倾角度。(2)探讨了拱肋内倾角度、吊杆布置形式等参数对结构自振频率的影响,给出了动力性能相对较优的结构方案。(3)对比现行中国公路与铁路规范有关徐变计算的不同,分析了不同影响参数对结构后期徐变变形的影响,得出在成桥后30天加载二期恒载加载以及延长洒水养生时间,可以有效减小后期徐变变形;在成桥后30天加载二期恒载加载以及延长洒水养生时间,对主梁应变、吊杆索力以及系杆索力影响很小,大部分影响值在2%以下。(3)通过研究拱桥吊杆索力调整的理论,推导了基于影响矩阵法的索力优化方程,并将优化方程转化为求一个线性约束的最小二乘问题。利用VB.NET与Matlab混合编程,并结合EXCEL表格实现数据的输入输出,编制出下承式系杆拱桥的调索程序。通过算例计算,验证了程序的可靠性。
蒋孝辉[5]2008年在《连续刚构桥施工阶段高墩稳定性分析》文中指出随着计算技术的提高、新型材料的运用和施工技术的进步,桥梁向大跨、轻质方向发展,稳定性问题日益突出。因此,对此类桥梁结构的稳定进行深入的研究将是十分必要的。大跨度预应力混凝土刚构桥高墩施工阶段的稳定性分析与将荷载一次性施加到整个结构物上的一般意义下的结构稳定性分析不同,需要在所采用的计算模型能够真实反映施工阶段不同结构体系的主要受力性能的前提下,选取对实际结构稳定性最不利的计算工况进行仿真计算,才能确保大跨度预应力混凝土刚构桥高墩施工阶段的安全。本文主要针对宜昌至万州新建铁路上一座高墩大跨连续刚构桥——渡口河特大桥这一实际工程,对其施工阶段高墩的静力稳定性进行研究,主要工作包括如下几个方面的内容:(1)渡口河特大桥施工阶段第一类特征值稳定分析:采用ANSYS计算软件建立不同施工阶段的梁、壳单元两类模型,考虑最不利荷载组合,对计算模型进行以上荷载组合作用下的屈曲特征值分析,并根据规范对该桥施工阶段的稳定性做出初步评价。(2)对影响高墩稳定性的因素进行探讨分析,考虑日照对高墩影响的重要性,以5号墩最大悬臂阶段为研究对象,建立热——结构耦合模型,对单边日照作用下结构的变形特性做了计算分析,初步研究了温度对该桥变形性能的影响。(3)渡口河特大桥施工阶段第二类非线性稳定分析:以日照对桥梁结构变形的影响作为初始缺陷,对该桥5号主墩自体施工阶段、最大悬臂施工阶段进行第二类非线性稳定分析,依据边缘屈服准则对该桥墩的第二类非线性稳定安全系数进行了判别,并与第一类稳定分析结果进行了比较,得到了有关该桥稳定性的有益结论。通过以上分析得到:两类有限元模型的计算结果较接近,施工阶段的第一类稳定安全系数满足规范大于4的要求;在第二类非线性稳定分析时,依据截面边缘纤维屈服准则,该桥静力稳定同样是安全的,两类稳定分析结果表明,悬臂最大阶段是施工最不利阶段,非线性对稳定性的影响较大,考虑非线性影响的稳定性分析更接近于实际。
夏文敏[6]2010年在《施工阶段四肢薄壁高墩连续刚构桥的稳定性仿真分析》文中认为随着桥梁结构的跨度不断增大,桥塔高耸化、箱梁薄壁化以及高强材料的应用,结构整体和局部的刚度下降,所以近些年来桥梁稳定问题备受关注。本文以厦门至成都高速公路湖南段的薄壁高墩大跨连续刚构桥-某特大桥为工程背景,采用大型有限元计算软件MIDAS/CIVIL,研究该桥在施工阶段过程中四肢薄壁高墩稳定性问题,主要进行以下工作：1、介绍了桥梁结构稳定性研究现状及存在问题,探讨桥梁结构两类稳定问题的基本理论。分别采用梁单元和板单元建立空间有限元模型,分别对两种模型进行动力特性分析及线性稳定分析,得出在最大悬臂施工阶段线性稳定安全系数均大于规范规定值,但该值偏于不保守,是设计参考值的上限。2、以我国公路桥涵设计通用规范为依据,在最大悬臂施工阶段,对高墩进行在单边日照时的温度效应分析,得出高墩墩顶最大纵向位移值(墩的偏位)及最大应力值。3、以高墩单边日照下的偏位作为初始缺陷,在最大悬臂施工阶段,对高墩进行几何、双重非线性(几何及材料非线性耦合作用)稳定分析,得出了在最不利荷载工况下,施工工艺(挂篮正常施工与否)、几何、材料非线性等因素对于该桥的影响较大。同时分析了单边日照、混凝土强度等级、高墩壁厚、横系梁等参数对高墩稳定性的影响规律,为该桥的初步设计提供了理论依据。4、分析主桥在不同合拢施工阶段的稳定性,确定该桥在不同施工阶段的安全储备,得出高墩在最大悬臂施工阶段的整体刚度最差,稳定性最差,极限承载力最低,该桥施工过程中控制失稳的关键环节是最大悬臂施工阶段。通过分析得到施工阶段各工况下的极限荷载值及稳定安全系数是高墩桥梁设计的重要参数。
参考文献：
[1]. 箱形拱桥静力分析与动力分析的QR法[D]. 王建军. 广西大学. 2004
[2]. 钢管混凝土拱桥静动力力学性能分析[D]. 郭郅威. 北京交通大学. 2016
[3]. 大跨度钢管混凝土拱桥施工控制研究[D]. 罗月静. 广西大学. 2004
[4]. 高速铁路尼尔森体系系杆拱桥设计参数分析及调索研究[D]. 丁岩. 长沙理工大学. 2010
[5]. 连续刚构桥施工阶段高墩稳定性分析[D]. 蒋孝辉. 中南大学. 2008
[6]. 施工阶段四肢薄壁高墩连续刚构桥的稳定性仿真分析[D]. 夏文敏. 中南大学. 2010