悬链线等跨连拱的内力计算与分析

悬链线等跨连拱的内力计算与分析

徐立岩[1]2003年在《悬链线等跨连拱的内力计算与分析》文中认为随着公路桥梁基础的转型化,连拱的计算就变得越来越重要,因此,快速准确的计算连拱的内力已成为桥梁界的一个较为重要的研究方向,本文以王国鼎教授提出的换算刚度法为基础,加上求解固定拱的理论,编制了简单体系悬链线等跨连拱的计算程序,该程序采用了QBASIC语言,用人机对话的方式输入数据,简单而又方便,程序的输出结果符合工程师的设计习惯,所有的计算结果都用相关的算例进行了考证,结果都是准确的。本论文编制的软件可供教学和设计人参考使用。

张喜波[2]2008年在《多跨悬链线空腹式拱桥有限元模型研究》文中认为石拱桥是历史发展的产物,它由于造型美观、取材方便、修建简便、经久耐用等特点,在古代乃至近现代拱桥家族中占有重要地位。空腹式拱桥是指主拱圈和主梁之间用立柱支撑,在主拱圈以上设有腹拱的拱桥。其优点是较实腹式拱桥轻巧,节省材料,外形美观,而且能减少山洪或河水对桥身的冲击力,目前已在技术上、造型上达到了很高的水平。至今,我国已建或在建的空腹式拱桥实例仍然很多。随着现代科学技术的发展,人们正在不断建造更大规模、更大跨度的桥梁。这一切都要求工程师在设计阶段就能够精确地预测出桥梁结构的力学性能,需要对结构的静、动力特性进行分析计算。近年来,在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析方法,为解决这些复杂的工程分析计算问题提供了有效的途径。本文以某多跨悬链线空腹式拱桥为对象,以大型有限元分析软件ANSYS为平台,建立与之相应的四种有限元结构分析模型,研究它们在相同的材料、几何尺寸以及工作状况下,基础刚性、连拱效应、拱上建筑联合作用等对其力学行为的不同影响,并得出有益的结论。本文的研究对该类桥梁的结构分析、旧桥加固和新桥设计具有一定的理论和实际意义。

梁建国, 刘翠杰, 李永浩[3]2007年在《悬链线等跨连拱的动态加载计算简介》文中研究指明讨论分析了桥梁悬链线等跨连拱的动态加载计算。

刘登[4]2016年在《考虑连拱效应的多跨拱桥加固方法研究》文中研究说明上世纪70-90年代,由于经济发展的需要,我国修建了大量的钢筋混凝土拱桥。在数十年的运营过程中,由于缺乏管理、养护、维修,很多钢筋混凝土拱桥已经不能满足交通的需求,甚至成为制约经济发展的因素,所以对这些钢筋混凝土拱桥的加固改造至关重要。在多跨拱桥的加固施工中,主拱圈内力和墩顶水平推力的控制至关重要,由于连拱效应的影响,在多跨拱桥的加固施工中,不仅要对桥梁施工过程中结构的承载能力、稳定性进行分析计算,而且更应采用合理、科学的施工方法,降低多孔拱桥在加固施工中的风险。本文的主要研究内容有:(1)了解和概括我国拱桥发展相关历程,对我国拱桥发展期间的出现的问题进行分析整理,主要统计了拱桥事故发生的时间和原因,总结事故特点;根据不同拱桥的结构特点和繁荣时期,简述拱桥结构未来的发展趋势。(2)以武胜嘉陵江多跨拱桥加固施工工程为论文背景,对2×72m拱跨提出不同的加固施工方法,分析不同加固施工方法中拱圈的内力和稳定性、桥墩的内力和稳定性,根据结构承载能力选择合适的加固施工方法。(3)在考虑连拱效应的假设下,以主拱圈承载能力、桥墩稳定性为前提,设计全桥加固施工方法,运用有限元分析软件对全桥加固施工方法进行模拟。(4)探讨连拱效应的主要影响因素,分析拱上结构与主拱圈联合作用在多跨拱桥加固施工和桥梁运营阶段对结构的影响。

廖碧海[5]2009年在《拱桥评估与加固的理论和实践研究》文中研究表明本文采用层次分析法、模糊数学方法、可靠度理论和方法、风险分析与决策方法、有限元分析方法,建立了既有拱桥评估与加固的理论体系。利用这些评估方法对拱桥进行安全性和可加固性评估,结果表明,采用本文提出的加固方法加固拱桥,拱桥的“可加固性高”。根据这一结论,提出了既有拱桥加固方案标准化的思路,并提出了标准化方案的具体措施、施工工序。全文主要工作如下:(1)对拱桥的受力行为进行了深入的研究。研究了拱桥之所以承载潜力较大的根本原因;从影响拱桥承载潜力的叁大因素:联合作用、主拱圈、拱轴线型入手,研究了病害对拱桥承载能力的影响。(2)提出了合理挖掘拱桥潜力的既有拱桥安全性评估方法。在拱桥受力行为研究的基础上,采用层次分析法及模糊数学,提出了合理挖掘拱桥承载潜力的既有拱桥安全性评估的思路及方法,并以实腹式圬工拱桥为对象,建立了系统的拱桥安全性评估指标体系。(3)对可靠性理论在既有拱桥评估中的运用进行了研究。提出可靠性评估在拱桥中运用的基本假设,建立了拱桥加固前后可靠性评估的思路、步骤。引入时变可靠度概念,考虑汽车荷载、抗力随时间变化的条件下,对加固后的拱桥进行了寿命预测研究。(4)提出了基于可靠度的风险分析和决策方法。搜集了部分拱桥坍塌的案例,通过对案例的统计分析,研究了既有拱桥坍塌的主要原因。研究了拱桥加固前、加固后、拆除新建叁种方案的总的期望损失模型。提出了拱桥风险消除率的概念并使之公式化,研究了基于拱桥“风险消除率”的决策准则。提出了基于风险的可加固性评估的思路和方法。(5)对拱桥的加固方法进行了深入的研究。对空腹式拱桥,提出了系列加固新方法,并用数值分析对新方法进行了优化研究。对实腹式拱桥,通过数值分析对比研究,优选出了从拱腹采用钢筋混凝土条带外包加固的方法。配合上述加固方法,提出了等应力法,解决了缺乏资料的情况下,拱桥的加固参数如拱背加固厚度的确定等难题。(6)得出了拱桥评估和加固的研究结论。采用本文提出的评估方法和思路,对课题组近年来完成的大量拱桥加固案例进行分析,结果表明,上述案例均“可加固性高”。由此可以推断,绝大多数拱桥利用本文提出的加固方法,其可加固性是高的。(7)提出了拱桥加固方案标准化的思路。根据本文评估与加固的研究成果,对拱桥加固标准化的方案、构造、措施、施工工序等进行了总结。

陈锐[6]2007年在《斜交连孔拱桥的结构分析与加固技术研究》文中认为斜交拱桥是一种适应性强,对伸缩装置与支承条件无苛刻要求的拱桥,特别在山区拱桥中具有优势。但对其受力性能研究并不透彻,因此影响了该类桥型的推广,而对斜交连孔拱桥的研究更是理论落后于实践。目前在山区早期建设的斜交拱桥的病害不断出现,严重的已经影响到桥梁的正常使用,急需进行维修加固。而这方面可供参考的文献很少。本文针对这种情况,结合一座两跨斜交连孔拱桥的加固工程进行了结构分析与加固技术研究。本文进行的主要工作如下:1、在参考大量相关文献基础上,对单跨斜交拱桥的受力特性进行了理论推导,分析了平面简化计算中的缺陷与不足,进行了斜交拱桥的空间分析。2、利用MIDAS软件,通过空间实体单元建立不同斜度下的单跨斜交拱桥的模型,改变桥梁的设计参数(矢跨比),比较全桥内力、应力和位移的变化,总结单跨斜交拱桥的典型受力特性。3、针对目前斜交连孔拱桥的设计理论是建立在单跨斜交拱桥的基础上,结构受力特性缺乏研究的问题,着重进行了斜交连孔拱桥的结构受力特性研究,重点分析了两跨斜交拱桥的静力与动力特性,得到了针对该桥型的设计与加固的有意义的成果。4、在斜交拱桥理论研究的基础上,分析了松阳河桥的病害特点及产生原因,用ANSYS建立的空间有限元分析模型进行了计算分析。根据理论分析结果及实际使用要求,提出了加固方案,并对实施加固方案的力学行为、加固效果进行了计算机仿真分析,验证加固方案的可行性。本文进行的斜交拱桥空间受力及病害分析不仅在具体斜交拱桥的病害防治中起到了指导作用,同时也对该类桥梁设计理论的完善与加固水平的提高产生了积极的促进作用,研究成果为类似工程提供了有益的参考。

项海帆, 胡世德[7]1980年在《多孔连拱的实用抗震计算方法》文中研究指明本文住单拱实用抗震计薄研究的基础上,进一步解决我国地震区常见的多孔连拱的实用抗震计算方法。通过对连拱体系动力性能及反应规律的系统分析,提出简化的力学模型,用MRC-3,MRC-4程序计算了连拱的地震反应系数。最后用实例说明计算方法的应用并讨论了连拱抗震加固的基本原则。

姜凯[8]2010年在《大跨径连拱石拱桥极限承载力分析》文中认为石拱桥是我国常用的一种桥梁型式,特别是山区公路桥梁,由于地质和地形条件比较适合,石拱桥一般是优先考虑的既美观又经济的桥型。近几十年来,我国修建了许多大跨径石拱桥,其中包括大量的多孔连续拱桥。因此,对大跨径连拱石拱桥进行受力性能和承载力分析有重要的意义。本文首先回顾中国石拱桥的发展历史,阐述了石拱桥的受力特点和破坏机理,对石拱桥拱上结构联合作用和连拱作用进行了综述分析,对石拱桥极限承载力的分析方法发展进行了综述分析。文中阐述了桥梁结构的稳定理论、稳定问题的分类以及桥梁极限承载力的全过程分析步骤;阐述了桥梁结构几何非线性,包括总体拉格朗日列式和更新拉格朗日列式的推导过程、分析方法和适用范围;阐述了桥梁结构材料非线性理论,包括石砌体的本构关系、屈服准则和弹塑性本构矩阵的增量表达式;阐述了非线性问题的求解方法和收敛准则。并对两种非线性问题在ANSYS程序中的实现进行了综述。最后结合工程实例,应用ANSYS程序进行弹塑性分析,计入几何非线性和材料非线性的影响,分别计算在单跨不考虑拱上结构、单跨考虑拱上结构和叁跨连拱考虑拱上结构叁种形式下的极限承载力,从而得出大跨径连拱石拱桥的极限承载力、破坏形式和破坏特点。

陈旭勇[9]2006年在《双曲拱桥的可靠性评估与加固改造新技术研究》文中指出本文首先提出了双曲拱桥评价的适用方法,即现场统计与理论计算相结合的方法,使双曲拱桥加固前承载力的评价变得可行。在外观检查及承载力评定的基础上,结合《公路桥梁养护规范》,提出了对加固前的双曲拱桥的技术状况评定。在总结常用加固改造方法的基础上,提出了系列新的加固改造方法—从拱背加固双曲拱桥,包括主要加强拱顶和拱脚两控制截面,同时优化桥面结构的加固方法;仅加强拱脚(或空腹部分)截面的加固方法;改拱式拱上建筑为梁拱式拱上建筑的加固方法。并把技术状况评定等级与加固方法结合起来,根据不同的质量等级选择不同的加固方法。通过课题组的多年研究与实践运用,认为加固新方法与其它加固方法或建新桥相比,优点是突出的:加固效果好;费用省,可节省大量资金;施工方便,加固时间短。最后,引入可靠度及时变可靠度的概念,利用《公路工程结构可靠度设计统一标准》(1999)的统计参数,对加固后的双曲拱桥作出可靠性评估,以及在考虑活载变化、抗力随时间衰减等的条件下,对加固后的双曲拱桥进行寿命预测。因此,本文形成了一套完整的加固改造思路,即提出了评估(检查与质量评定)—加固改造—评估(可靠性评估)为一体的加固改造思路,本方法已成功运用在多座双曲拱桥上,希望对类似加固桥梁有指导作用。

谭聊[10]2013年在《桥面建有风雨楼的四跨钢筋混凝土板拱桥动力性能研究》文中指出拱桥是应用最为广泛的桥梁形式之一,因其具有施工简便、外形优美、材料节省、跨越能力强等特点,特别适合于山区公路,尤其在我国西南地区,拱桥更是应用甚广。伴随社会经济的不断发展和人们生活水平的不断提高,公共交通面临着严峻的考验,承担交通运输要道的大量桥梁也面临同样的境遇,尤其在进入大跨径桥梁建设的时代,桥梁振动动力特性也逐步摆上了桥梁建设者和科研工作者的日程。所以,该类桥梁的动力性能也日益受到桥梁工作者的重视,像车振、地震、风振等桥梁典型动力特性同样是该类桥梁所无法回避的课题。本文以贵州省玉屏县舞阳河大桥为工程实际研究背景,通过成桥静、动载试验分析,结合全桥MIDAS有限元模型理论分析对比,得出舞阳河大桥的基本动力性能参数,同时对有限元模型进行逐步修正、完善。因此,本文主要完成的工作包括以下几个方面:①根据图纸设计要求,建立了四跨连拱钢筋混凝土板拱桥的MIDAS有限元计算模型,同时对该桥梁进行了动力特性计算,并对其固有频率和振型等动力性能特征值进行了分析。②鉴于玉屏县舞阳河大桥为桥面已建木质结构风雨楼(侗族特色)的四跨连拱钢筋混凝土板拱桥,在文中分析了木质结构风雨楼对四跨连拱钢筋混凝土板拱桥动力性能的影响。③工程竣工后,玉屏县舞阳河大桥进行了工程竣工验收性荷载试验,本文在获得了桥梁动载试验数据之后,与MIDAS有限元理论计算模型进行了有效的结果对比工作。④对比分析研究桥面未建风雨楼和已建风雨楼时,该四跨钢筋混凝土板拱桥的自振频率和振型变化情况,并将MIDAS仿真计算结果与竣工荷载试验实测数据进行有效的比较。本文在进行理论仿真分析时,将风雨楼作为对桥梁动力性能的影响因素,结合工程试验中测得的桥跨结构的自振特性进行对比,并在行车激振试验及模型中,对桥跨结构在车辆荷载作用下进行了时程分析。

参考文献:

[1]. 悬链线等跨连拱的内力计算与分析[D]. 徐立岩. 东北林业大学. 2003

[2]. 多跨悬链线空腹式拱桥有限元模型研究[D]. 张喜波. 重庆交通大学. 2008

[3]. 悬链线等跨连拱的动态加载计算简介[J]. 梁建国, 刘翠杰, 李永浩. 黑龙江交通科技. 2007

[4]. 考虑连拱效应的多跨拱桥加固方法研究[D]. 刘登. 西南交通大学. 2016

[5]. 拱桥评估与加固的理论和实践研究[D]. 廖碧海. 华中科技大学. 2009

[6]. 斜交连孔拱桥的结构分析与加固技术研究[D]. 陈锐. 华中科技大学. 2007

[7]. 多孔连拱的实用抗震计算方法[J]. 项海帆, 胡世德. 同济大学学报. 1980

[8]. 大跨径连拱石拱桥极限承载力分析[D]. 姜凯. 长安大学. 2010

[9]. 双曲拱桥的可靠性评估与加固改造新技术研究[D]. 陈旭勇. 华中科技大学. 2006

[10]. 桥面建有风雨楼的四跨钢筋混凝土板拱桥动力性能研究[D]. 谭聊. 重庆交通大学. 2013

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