竖向荷载下弹性支承直墙拱反弯点理论分析

在工程实践中,直墙拱应用较多。由于拱脚位移的存在,合理假设拱脚约束为转角约束、竖向约束和水平弹性约束,应用力法推导出了在弯矩、剪力和轴力共同作用下直墙拱沿弧长的弯矩公式。研究了竖向均布荷载、竖向三角形荷载和竖向集中力荷载作用下,直墙拱沿弧长的弯矩分布及反弯点形成的规律;发现在3种荷载作用下,使得拱脚弯矩为零时的圆心角依次减小。取弹簧支座刚度为等效的下端固支、上端允许水平位移的直墙的抗推刚度,得出了随着直墙高度增加,圆弧拱拱顶弯矩增大而拱脚弯矩减小的变化规律。在直墙拱的设计中,建议选取合适的直墙高度和使得圆弧拱拱脚弯矩为零的圆心角大小,从而有利于提高结构抗弯承载力及拱脚抗剪承载力。     

大直径波形钢板拱桥的动力时程分析

文章选取EI-Centro南北向和Taft两组地震波,对一直径为12 m的波形钢板拱桥在地震加速度时程的作用下进行有限元分析,得到波形钢板拱桥的X方向位移及支座处弯矩的时程曲线,以及最大响应时拱桥各截面处的弯矩、剪力和轴力。结果显示钢波纹板X方向位移和剪力在拱肩处达到最大值,弯矩和轴力在支座处达到最大值,因此,需要增加支座和拱肩处的刚度,以提高结构的抗震性能。     

哥斯达黎加国家体育场结构设计与分析北大核心CSCD

针对哥斯达黎加国家体育场位于高烈度地震区、钢罩棚超大跨度拱倾斜放置、罩棚造型复杂等特点,介绍了结构相关技术问题的处理措施。在罩棚拱基础中利用预应力拉索平衡拱竖向荷载下的水平推力,采用长桩+短桩的方式承担地震和风下的水平推力。在看台基础之间加设水平支撑,使基础梁和支撑形成一水平桁架,工程桩共同承担地震水平作用,解决了剪力墙下因水平剪力过大而无法布桩的难题。根据罩棚建筑造型,采用拱支网架结构,暗置节点板的相贯焊接节点、双向斜交桁架构成的菱形网格使结构机理符合建筑造型要求。     

大跨预应力混凝土连续刚构桥箱梁裂缝成因分析及防治对策

对国内外大跨度预应力混凝土连续刚构桥在施工和运营中出现的各种类型裂缝进行了详尽的成因分析,包括腹板斜裂缝、底板横向裂缝、底板纵向裂缝以及横隔板裂缝等典型裂缝.以最常见的箱梁腹板斜裂缝和底板裂缝为例,通过力学分析,得到不使底板开裂的底板预应力钢束曲线半径、钢束定位成折线产生的转角以及合龙段高差的合理范围,提出了平衡每根底板纵向预应力钢筋产生的径向力所用箍筋间距与单肢箍筋截面积的关系式;从结构分析和竖向预应力短力筋的张拉工艺两个方面进行了讨论,指出竖向预应力的保证是关键,而无粘结预应力技术将成为确保竖向短力筋预应力实施的有效措施.     

多拱联合受力结构体系的研究与应用北大核心CSCD

新疆哈密市民服务中心采用一种多拱联合受力结构体系,该结构体系由主拱、次拱、水平卧拱、水平桁架、腰桁架及预应力拉梁等组成,其中主拱部分采用非对称拱结构。通过MIDAS Gen软件分别对单主拱、带腰桁架的单主拱、带次拱的双主拱、带次拱及腰桁架的双主拱进行稳定性分析对比,并对三种侧翼抗侧力方案进行力学性能及经济性分析对比,以及对卧拱刚度与结构侧向刚度的关系进行研究,同时进行了整体分析和吊杆作用分析。结果表明,采用多拱联合受力结构体系有利于提高结构的承载力、稳定性以及受力的合理性,在一定程度上实现了结构自平衡、自稳定;在主拱左右两侧采用不同截面的桁架杆件及在轴力较大的拱脚处设置钢管混凝土弦杆的措施可有效提高主拱的安全性和经济性;水平卧拱可有效抵抗大跨度斜面结构的支座推力、水平风压力和温度应力;吊杆的设置对减小腰桁架的竖向位移和杆件内力有显著作用,并可为腰桁架提供杆件截面优化的空间;在设计中需考虑温度影响。     

上承式预应力拉杆拱渡槽的结构设计

界河渡槽设计采用上承式预应力拉杆拱结构,其肋拱和预应力混凝土拉杆组合形成自平衡受力体系,对槽墩不产生外推力;整体结构紧凑,总高度比下承式拱形渡槽低;因拱脚拉杆采用后张法施工工艺,它不产生一般拱式渡槽的连拱效应;槽墩轻巧、施工方便、安全可靠,且具有造价低等优点.在预应力混凝土拉杆的设计中,本文提出次内力应根据验算项目不同采用相应的组合方法,同时本文简要介绍了上承式预应力拉杆拱渡槽支承结构的设计方法和主要结论.     

简支钢管混凝土拱桥拱脚检测应注意的问题

以一座简支钢管混凝土拱桥为研究对象,针对在荷载试验过程中,该类拱桥拱脚截面拱脚负弯及最大水平推力工况,其实测的数据与MIDAS Civil 2006梁格法的计算结果趋势有差异,说明此类拱桥拱脚与一般拱桥受力不同.笔者通过试验重现和改用ANSYS实体单元模拟解决了这一工程问题,提出了今后检测此类拱桥的建议.     

有推力拱桥在软土地区的实践

重点介绍拱桥在软土地基上的基础设计,基础设计的关键是如何平衡荷载作用下拱脚处向外的水平力。可以通过2种方式:一是通过在钢拱拱顶预留1个合龙段,在合龙前先在合龙段处往中间对拉两侧钢拱,再安装合龙段钢结构,使结构中预存一定的向拱内侧的水平力,以平衡一部分使用荷载作用下拱脚处向拱外侧的水平力,从而减小拱脚处水平力;二是通过设置止滑块来平衡一部分拱脚处的水平力。     

槽型梁-拱组合桥梁拱结合部局部应力分析

拱梁结合部是拱的推力、梁的内力和支承反力汇交之处，拱脚处局部应力分布相当复杂，是拱桥结构受力关键部位之一，为确保此类桥梁的安全性，有必要对拱脚空间应力分布特征及其传力安全性作深入的分析研究。文章以武汉轨道交通跨江岸货场槽型梁拱组合桥为背景，介绍了拱脚局部构造细节，并建立了梁拱结合部局部应力分析有限元模型，对其局部应力进行了分析。     

大跨度超长预应力混凝土拉梁施工技术

几内亚体育场预埋的预应力管道长约327 m,12束的预应力筋合计质量达4t,穿线难度大.通过解决预应力索就位、张拉、灌浆等施工难题,确保结构在正常使用状态下混凝土箱梁的抗裂和钢桁架拱支座的位移满足设计要求.     

哈大客专新开河特大桥拱脚模型试验研究

针对哈大客运专线新开河特大桥跨度138m钢箱叠拱桥拱脚,设计加工了1∶2的拱脚模型以模拟实桥受力状态的静力加载试验,并建模进行有限元分析,得到拱脚结构应力流分布情况,了解拱脚结构的受力和传力途径。研究表明,拱脚应力流具有指向性,主应力基本上顺着拱肋方向向支座方向和系梁方向传递;上下拱肋对应拱脚处隔板应力分布比较均匀;最大应力发生在拱脚装饰板处。设计荷载作用下拱脚结构受力状态满足设计要求,并具有大于2.45的安全储备。     

拉索预应力空间网格结构在我国的研究和应用

拉索预应力空间网格结构由钢索和空间网格结构组成 ,空间网格结构包括网架、网壳、组合网架及组合网壳等结构 ,通过张拉钢索对空间网格结构施加预应力 ,钢索和空间网格结构形成自相平衡体系 ,而不需要其他构件承受钢索的拉力。对空间网格结构施加预应力可改善空间网格结构受力状态 ,降低结构内力峰值 ,增大结构刚度 ,提高结构承载力 ,预应力使杆件反复受力 ,充分发挥材料的强度 ,从而降低了结构耗钢量 ,节省了造价。对网壳及组合网壳结构 ,还可减小支座的水平推力 ,甚至不产生水平推力 ,在竖向荷载作用下 ,支座只有竖向反力 ,改善了网壳及组…     

南水北调工程下承式桁架拱渡槽结构分析研究

1、引言 南水北调中线工程是为解决我国北方地区水资源严重短缺的问题而兴建的一项特大型跨省、跨流域宏伟调水工程，在新世纪的水利建设和国民经济发展中具有重要的战略地位。中线工程输水总干渠长1432km，仅穿越集流面积1Okm以上的河流就有600多条，河道均需采用立交的形式（渡槽、倒虹吸、涵洞、暗涵等）通过总干渠。预应力钢筋混凝土下承式空腹桁架拱渡槽兼有拱和梁的特点，桁架拱拱脚水-平推力主要由下弦杆承担，支座无水平推力．下弦杆采用预应力钢筋而能有效控制裂缝并减轻结构自重，因此适用并被广泛应用于南水北调工程中。     

蝶形钢索-拱桥的几个设计参数分析

本工程是某学校校区内一座钢索一拱桥,本文分析了影响该结构的几个参数,首先本文比较了圆弧形和抛物线形拱轴线对整个结构的受力、变形、周期和振型的影响,以及竖向荷载和竖向刚度分配的影响;同时本文还分析了索与拱平面的夹角和拱与水平面夹角的关系及其对整个结构的影响;再者本文分析了桥面支座形式对整个结构的影响。     

江门体育中心体育场桁架拱基础设计

江门体育中心体育场采用不对称看台,西看台屋盖钢结构由桁架拱、桁架梁以及飘蓬组成。桁架拱跨度266.44m,两端拱脚落地。竖向荷载作用下拱脚的水平推力达14570kN。由于支座水平刚度对桁架拱结构的整体稳定性影响很大,需寻求一种能够承担拱脚水平推力并满足水平刚度要求的基础形式。经比较几种可能的基础方案,确定采用钢筋混凝土地下连续墙箱形基础。采用规范计算公式、现场原位试验以及结构仿真分析,对桁架拱基础水平抗侧刚度进行计算分析。工程竣工后基础的位移监测结果表明,基础的水平刚度满足设计要求。     

拱脚带水平约束弹簧的车辐拱平面内稳定性能

针对非落地拱承受竖向荷载作用时拱脚水平约束刚度不足会产生水平位移,导致拱脚的受力性能和承载能力发生较大变化的问题,采用ANSYS有限元软件建立拱脚带水平约束弹簧的模无索拱和车辐拱有限元模型。采用数值分析方法分别对无索拱和车辐拱在全跨竖向均布荷载和半跨竖向均布荷载进行一阶弹性和弹塑性分析,研究其拱脚水平弹簧刚度幅值变化对车辐拱受力性能的影响,包括拱脚水平推力和位移的变化、沿拱轴线内力变化和分布以及平面内稳定承载性能等。结果表明:车辐拱中的拉索可以有效约束拱脚的水平位移和减小水平推力,显著提高拱整体刚度和稳定承载力; 车辐拱中的拉索可以有效限制拱脚弹簧刚度幅值的下降对车辐拱内力分布及稳定承载性能的影响; 研究成果为非落地车辐拱及拱脚支承构件的设计提供了依据。     

施工临时措施对中承式混凝土梁拱组合桥受力的影响

三跨中承式预应力混凝土连续梁拱组合桥的拱脚截面是受力控制截面,不当的构造和施工措施往往会使其出现不利的受力状态;同时中墩基础的约束作用也使纵梁预应力效应下降,并加剧拱脚的不利受力。为改善梁拱组合桥在施工和使用阶段的受力状态,使用结构分析程序建立有限元模型,对不同的构造和施工措施进行比较分析。结果表明,在施工阶段拱座和承台之间设置临时滑动槽,允许拱座在施工阶段沿纵桥向能够滑动,可以减小拱脚截面弯矩,提高纵梁预应力施加效率。最后得出上述施工临时措施可以有效改善中承式混凝土梁拱组合桥施工和使用阶段受力的结论。     

海关总署改扩建索拱结构

海关总署改扩建工程位于北京市建国门附近,北京市建筑工程研究院承担了西配楼预应力索拱结构屋顶的施工任务。西配楼屋顶跨度为16 8m ,纵向由13榀间距为4m的索拱结构组成。由于该屋顶为增层结构,支承柱截面尺寸较小,因此要求屋顶结构自重轻、对新增钢柱的附加力小。基于此,屋顶结构设计成索拱结构。每榀索拱结构由焊接H型钢拱形梁和两根预应力拉索组成,预应力索拉力抵消了拱脚水平推力,两拱脚与钢柱连接部分采用了橡胶支座连接。从建筑效果看,预应力拉索的存在使结构显得轻盈,两根预应力拉索的交错布置也增加了建筑净空。由于国内索拱结构…     

三山桥自锚上承式拱结构设计

南京市三山桥是跨越秦淮河的一座重要桥梁,跨径布置为(22.5+40+22.5)m,采用自锚上承式拱桥.文章对自锚上承式拱桥上部结构和下部结构进行了较详细的分析论述,设计实践表明:自锚上承式拱桥方案与周边环境相协调,采用线性规划法设计自锚预应力筋使结构满足正常使用和承载能力要求的同时达到了平衡拱脚推力的目的,提高了在软弱地基上建造拱桥的适应性和经济性.     

宿迁市文体馆预应力网壳结构施工技术

在网壳中施加预应力，可以有效地调节各杆件及球节点内力，减小结构变形，同时可以平衡网壳在支座处产生的水平推力。本结合工程实践，介绍了预应力筋在网壳中布置形式及相关的预应力施工技术。