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梁拱组合体系桥梁荷载分配分析研究

公路 2021年第3期66卷 158-162页

作者：程宇飞黄焕子胡逸琛杨坤新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院乌鲁木齐市830006 长安大学公路学院西安市710064 山东恒建工程监理咨询有限公司潍坊市261057 山西省交通科学研究院太原市030006

我国已建成较多预应力混凝土梁拱组合体系桥,但对梁拱组合体系桥梁的受力特征研究不足。现采用结构力学方法,以三跨连续梁拱组合桥为研究对象,提出了计算梁拱组合体系主梁、主拱和吊杆荷载分配的理论公式,将理论计算结果与有限元计算结... 详细信息

我国已建成较多预应力混凝土梁拱组合体系桥,但对梁拱组合体系桥梁的受力特征研究不足。现采用结构力学方法,以三跨连续梁拱组合桥为研究对象,提出了计算梁拱组合体系主梁、主拱和吊杆荷载分配的理论公式,将理论计算结果与有限元计算结果进行对比分析,对理论公式进行了修正,分析梁拱弯曲刚度比和边中跨跨径比对荷载分配的影响。研究结果表明:梁拱弯曲刚度比越小,拱肋所分担的荷载越多。而边、中跨比对拱肋荷载分配影响较小。梁拱弯矩分配比与梁拱弯曲刚度比、边中跨跨径比及拱肋矢跨比有关。

关键词：桥梁工程梁拱组合体系荷载分担比弯矩分配比有限元分析

梁拱组合体系桥梁网状吊杆布置及顶推施工安全控制研究

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梁拱组合体系桥梁网状吊杆布置及顶推施工安全控制研究

作者：马腾长安大学

学位级别：硕士

网状吊杆体系是指倾斜的吊杆至少交叉两次的布置方式。由于其竖向刚度大、自重较轻、美观等优点在国外率先得到应用,但在国内起步较晚。国内对于网状吊杆梁拱组合体系的研究不多,且主要集中在对垂直布置、倾斜布置和网状布置形式的定性... 详细信息

网状吊杆体系是指倾斜的吊杆至少交叉两次的布置方式。由于其竖向刚度大、自重较轻、美观等优点在国外率先得到应用,但在国内起步较晚。国内对于网状吊杆梁拱组合体系的研究不多,且主要集中在对垂直布置、倾斜布置和网状布置形式的定性对比分析上,很少做出定量分析。另外,梁拱组合体系采用整体顶推的施工方法具有创新性,对于顶推施工阶段整体受力特点和局部受力影响因素须进行研究。本文以怒江渡口大桥为工程背景,研究主要内容和结论如下所示:（1）总结了世界范围内网状吊杆梁拱组合体系和梁拱整体顶推施工法的发展和应用概况,阐述了适用于网状吊杆梁拱组合体系的拱肋、桥面板和吊杆布置形式。（2）以恒定倾斜角度的吊杆布置形式为研究对象,吊杆倾斜角度和吊杆数量为变量,研究了吊杆布置对结构刚度、拱梁内（应）力、吊杆应力幅及结构动力特性的影响规律,对跨径为100m、140m及200m的网状吊杆体系梁拱组合结构进行设计优化分析。考虑结构刚度、构件内力、吊杆应力幅等因素,结合布置简单美观和经济性原则,吊杆的倾斜角度建议选取为65°。增大吊杆数量与跨径比值N/L可有效提高结构刚度,减小构件应力峰值并减小吊杆最大应力幅,但当N/L≥1/2时,影响程度明显减弱。N/L建议选取1/2附近。（3）采用商用软件Midas civil 2017建立了实桥的施工阶段有限元模型,对顶推过程中反力、内力、变形、稳定及纵向抗倾覆进行了详细计算分析,着重分析了顶推施工阶段吊杆内力的变化规律。在整体顶推全过程中,最大应力水平发生在导梁上岸后而不是悬臂过程中,在计算过程中应特别注重导梁上岸后结构受力的安全性。（4）基于ABAQUS建立了最不利工况下“梁-壳-实-接触”混合单元全桥模型,研究表明拱梁整体顶推局部梁段处的支反力沿纵向分布表现为明显的非线性,无论是横向还是纵向支反力分布都较等刚度梁顶推均匀。系统分析了顶推施工过程中各方向位移差和垫块刚度等参数对梁体局部受力影响的敏感性,研究表明垫块选用橡胶材质为宜,且建议选择弹性模量为500MPa的橡胶材料;由内侧千斤顶顶升不同步而引起的向上竖向位移差对结构局部应力非常敏感,顶推过程中应监测竖向千斤顶的竖向位移差,严格保证竖向千斤顶顶升的同步性。

关键词：梁拱组合体系网状吊杆布置混合单元模型位移差

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梁拱组合体系桥钢管拱肋安装及线型控制技术

黑龙江交通科技 2022年第5期45卷 121-123页

作者：莫玉麟城乡院(广州)有限公司

钢管拱肋安装是梁拱组合体系中的施工难点，需要针对各类复杂的桥梁线型和安装难题进行动态调整，通过严格的线型控制技术确保拱肋拼装、合龙工作顺利开展，避免因误差较大影响桥梁稳定性。对梁拱组合体系桥梁的施工控制要点进行了介绍... 详细信息

钢管拱肋安装是梁拱组合体系中的施工难点，需要针对各类复杂的桥梁线型和安装难题进行动态调整，通过严格的线型控制技术确保拱肋拼装、合龙工作顺利开展，避免因误差较大影响桥梁稳定性。对梁拱组合体系桥梁的施工控制要点进行了介绍，结合工程技术管理经验分析了确保钢轨拱肋平稳有序开展的准备工作，提出了拱肋安装、合龙的具体技术方法以及线型控制的测量方法，以为梁拱组合体系桥梁施工人员提供参考。

关键词：梁拱组合体系线型控制钢轨拱肋拼装合龙

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连续梁拱组合体系桥梁非线性受力性能研究

铁道建筑 2023年第10期63卷 69-74页

作者：赵秋蔡威陈亮陈鹏肖锋福州大学土木工程学院福州350108 广州地铁设计研究院股份有限公司广州510010

为研究乌龙江大桥的全桥受力性能,在ABAQUS中建立了一种适用于连续梁拱组合体系的全桥杆系模型。对MIDAS/Civil模型与ABAQUS杆系模型进行线弹性分析,以验证ABAQUS有限元模型的准确性。计入全桥结构非线性以及几何非线性,揭示连续梁拱组... 详细信息

为研究乌龙江大桥的全桥受力性能,在ABAQUS中建立了一种适用于连续梁拱组合体系的全桥杆系模型。对MIDAS/Civil模型与ABAQUS杆系模型进行线弹性分析,以验证ABAQUS有限元模型的准确性。计入全桥结构非线性以及几何非线性,揭示连续梁拱组合体系的受力性能。结果表明:在线性阶段,两种模型在各施工阶段的截面内力较为吻合,应力分布基本一致;考虑非线性后荷载比例系数最大降幅为16.7%,说明结构非线性对受力性能影响显著;不断提高破坏区域截面抗弯刚度,全桥杆系模型由中跨支点处首先破坏逐渐变为次中跨支点处首先破坏,随后逐步降低主梁截面整体刚度,拱肋由于连续梁抗弯刚度大幅降低而承担更多的压应力,当主梁刚度降低至初始刚度的68.5%时,拱肋先于主梁发生破坏。

关键词：公铁两用桥梁受力性能数值计算梁拱组合体系非线性分析杆系模型

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梁拱组合体系桥梁关键构造设计探讨

交通世界 2021年第31期 45-46页

作者：艾璐曾林宜春公路勘察设计院江西宜春336000

以某桥梁为实例,应用ANSYS有限元程序进行了桥梁三维实体单元模型的构建,并进行了桥梁施工体系转化过程的精细化数值模拟,对各施工阶段梁拱组合体系桥梁空间结构受力特征等进行分析,并借助参数分析手段对桥梁结构施工及运营阶段空间力... 详细信息

以某桥梁为实例,应用ANSYS有限元程序进行了桥梁三维实体单元模型的构建,并进行了桥梁施工体系转化过程的精细化数值模拟,对各施工阶段梁拱组合体系桥梁空间结构受力特征等进行分析,并借助参数分析手段对桥梁结构施工及运营阶段空间力学效应进行探讨,为梁拱组合体系桥梁的结构安全及科学合理设计提供了理论依据。

关键词：梁拱组合体系桥梁工程关键构造

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梁拱组合体系桥梁的稳定性研究

梁拱组合体系桥梁的稳定性研究

作者：宫凤大连理工大学

学位级别：硕士

梁拱组合体系桥梁兼具梁桥和拱桥的优点。它造型优美,结构合理,施工方便,在现代桥梁设计中是很有竞争力的桥型。拱桥的拱肋是受压为主的构件,同时还承受一定的弯矩,扭矩和剪力的作用,受力比较复杂,在施工和运营过程中,自然存在着稳定问... 详细信息

梁拱组合体系桥梁兼具梁桥和拱桥的优点。它造型优美,结构合理,施工方便,在现代桥梁设计中是很有竞争力的桥型。拱桥的拱肋是受压为主的构件,同时还承受一定的弯矩,扭矩和剪力的作用,受力比较复杂,在施工和运营过程中,自然存在着稳定问题。出于对建筑造型的要求,出现了很多造型奇异的拱结构。比如两根拱肋外倾,中间不设横撑的蝶形拱,只有一片拱肋的单肋拱等。由于去掉了中间的横向联系,侧向刚度很小,拱桥的横向稳定问题特别突出。稳定问题可分为两类,第一类稳定问题计算简单,最后可归结为特征值的问题,具有重要的工程意义。但是由于初始缺陷的存在,实际中拱桥失稳问题都是第二类失稳问题。所以在计算稳定问题的时候,应该计入几何非线性和材料非线性的影响。本文以大连庄河市干沟大桥为工程背景,通过对其进行第一类稳定性分析,讨论了影响此类拱桥稳定性的各种参数,得出参数变化对拱桥稳定的影响规律。另外计入非线性对稳定的影响,得出满足极限承载力时对应的第一类稳定系数,给实际桥梁设计中要求的稳定系数提出建议。计算结果表明,吊杆的非保向力对拱桥稳定有很大的影响。考虑几何非线性和材料非线性后,拱桥的稳定性都有所降低,其中材料非线性的影响要更大。文中还分析了干沟大桥拱肋转体施工过程中的稳定性,对施工中最不利的时刻进行验算,以使该桥在施工和运营阶段都满足稳定的要求。

关键词：梁拱组合体系稳定单肋拱极限承载力

高低拱梁拱组合体系桥动力特性及地震响应分析

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浙江交通职业技术学院学报 2023年第4期24卷 1-6,12页

作者：唐杨王国炜张丽刘智亓兴军刘佳杰五峰土家族自治县农村公路管理所湖北宜昌443413 济南华鲁中交公路设计有限公司山东济南250101 山东金衢设计咨询集团有限公司山东济南250014 山东建筑大学山东济南250101 北京市政路桥股份有限公司北京100045

为研究高低拱梁拱组合体系桥的动力特性和地震响应,以重庆市开州区的寨子坪大桥为工程背景,基于Midas Civil建立空间有限元模型。通过特征值分析和反应谱分析,得到结论:高低拱梁拱组合体系桥整体结构较为柔软,对横向振动和竖向振动较为... 详细信息

为研究高低拱梁拱组合体系桥的动力特性和地震响应,以重庆市开州区的寨子坪大桥为工程背景,基于Midas Civil建立空间有限元模型。通过特征值分析和反应谱分析,得到结论:高低拱梁拱组合体系桥整体结构较为柔软,对横向振动和竖向振动较为敏感;相邻振型的频率较为相近,发生振型耦合的几率较大;在E1地震作用下,该桥的整体结构尚处于弹性范围内,能够满足抗震要求。

关键词：公路桥梁梁拱组合体系动力特性反应谱分析

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梁拱组合体系斜靠拱桥设计

城市道桥与防洪 2013年第4期 79-81,10页

作者：崔宁韩青四川中恒工程设计研究院有限公司四川成都610081

安徽宣城市凤凰桥为单跨80 m梁拱组合体系斜靠拱桥。该文重点介绍该桥桥梁结构设计及施工特点,包括结构形式选择、桥梁细部结构、体系计算过程,以及关键部位的受力分析等内容。

关键词：凤凰桥斜靠拱梁拱组合体系桥梁设计计算宣城市

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简支钢管混凝土梁拱组合体系桥设计参数优化

简支钢管混凝土梁拱组合体系桥设计参数优化

作者：隋云龙重庆交通大学

学位级别：硕士

梁拱组合体系桥结合了梁桥和拱桥的特点,在荷载的作用下,各构件形成体系协同工作,结构受力合理、外形美观,克服了传统拱桥拱脚推力大对地基要求高的缺点,成为极富有竞争力的一类桥型,广泛的应用于桥梁建设中。但对梁拱组合体系桥的理论... 详细信息

梁拱组合体系桥结合了梁桥和拱桥的特点,在荷载的作用下,各构件形成体系协同工作,结构受力合理、外形美观,克服了传统拱桥拱脚推力大对地基要求高的缺点,成为极富有竞争力的一类桥型,广泛的应用于桥梁建设中。但对梁拱组合体系桥的理论研究仍落后于工程实践,理论体系不完善,在设计优化方面研究不足。因此研究简支钢管混凝土梁拱组合体系桥设计参数优化是具有一定意义的。本文主要研究内容及结论包括:①采用有限元软件Midas Civil建立琼海九曲江大桥有限元模型,进行结构静动力计算,并将应力计算值与施工监控值相对比。计算结果表明结构施工过程安全,成桥状态较为合理,所建有限元模型符合实际情况。②阐述有限元模型分析与理论计算相结合的拱轴线优化方法的原理,并利用该方法对九曲江大桥进行拱轴线优化,削弱了拱肋弯矩峰值,使弯矩分布更加均匀,有效地改善了拱肋的受力状况。③矢跨比、拱梁刚度比、吊杆刚度均为影响结构静动力特性的重要设计参数,分别取多个参数值,计算结构在恒载、活载、温度荷载作用下的内力与挠度,并分析结构的自振频率及振型,在总结设计参数对结构静动力特性影响规律的同时,给出了合理的取值范围,为该体系桥的设计提供了一定参考。④阐述了刚性支承连续梁法、力的平衡法的吊杆力优化原理,并运用上述理论优化九曲江大桥成桥吊杆力,改善结构成桥受力状况,将优化后成桥吊杆力、结构位移及成桥弯矩与原设计进行对比,分析两种方法的优化特点和优化效果。计算结果表明采用刚性支承连续梁法有效地控制了系梁成桥线形,采用力的平衡法则对系梁成桥弯矩更有利。⑤介绍了倒拆法和正装迭代法的计算原理,并应用正装迭代法计算九曲江大桥的吊杆施工张拉力,使吊杆一次张拉到位,避免了后期复杂的调索过程;采用张拉关键吊杆的方式改善拱肋混凝土泵送过程中钢管拱的受力状况,通过二分法原理利用有限元软件计算合适的吊杆张拉力,有效地减少了施工过程中钢管拱的应力和变形。

关键词：梁拱组合体系设计参数拱轴线矢跨比刚度比吊杆力