山区高墩大跨径连续刚构桥的抗风稳定分析

结构稳定性是桥梁工程中经常遇到的问题,与强度具有同等重要的意义。随着我国经济与交通事业的发展和要求,高墩结构日益增多。同时,因为现代山区桥梁施工普遍采用阶段性施工方案,这将对山区桥梁稳定性变的更加复杂。运用MIDAS软件对某高墩大跨径连续刚构桥的抗风稳定问题做了深入研究,模拟了最大悬臂阶段和成桥阶段的风荷载数据;分析了风荷载对该桥稳定性的影响,其结果为大桥的设计和施工提供了理论依据。     

大跨径连续刚构桥高墩设计与稳定性

以高墩大跨连续刚构桥为研究对象，收集大量已建桥梁主墩的设计类型、截面参数和系梁的设置；利用有限单元法，对典型桥梁主墩在不同的设计参数下的内力和稳定性进行计算分析；将其结果进行比较，归纳出高墩大跨径刚构桥主墩类型（独墩或双肢墩）、主墩截面设计参数顺桥向宽度b的确定、在主梁悬臂施工中产生的不平衡弯矩所需双薄壁墩的间距H和系梁个数与结构稳定性的规律。结果表明：主墩长细比是稳定性的敏感参数；大跨径时，主墩设置为双肢空心薄壁墩，双肢间距大多在8m以上；高墩可设置1～2道横系梁，增加更多横系梁对桥梁稳定性无益，要综合内力分析来确定系梁个数。     

空心薄壁高墩连续刚构桥全过程稳定分析

为更好地保障高墩连续刚构桥施工安全,以石川河特大桥为工程背景,通过有限元仿真的方法对空心薄壁高墩连续刚构桥展开了复杂工况下的全过程稳定分析,得到了第一阶屈曲特征值和屈曲模态,并对混凝土强度、桥墩高度及高墩壁厚进行了参数敏感性研究。结果表明：只考虑几何非线性,最大悬臂状态的稳定系数为20.39,而考虑双重非线性的稳定系数为6.12,分别较第一类静力稳定降低了16.5%和74.9%;就石川河特大桥15#墩而言,屈曲模态为纵桥向失稳,高墩的破坏属于小偏压破坏,破坏截面发生在距墩底h/8―h/7左右的区域;随着桥墩高度增加,桥梁的稳定性逐渐减小且减小的速率逐渐降低,而混凝土强度和高墩壁厚对高墩稳定性影响不大。可见考虑复杂工况的全过程稳定分析具有更好的实际意义。     

高墩大跨T构桥临界墩高结构参数影响分析

根据铁摩辛柯能量法,推导高墩大跨T构桥变截面高墩在墩身自体施工阶段和最大悬臂施工阶段临界墩高的计算公式,并通过编程计算T构桥墩身内外壁坡度变化对桥梁临界墩高的影响。研究结果表明：横桥向墩身外壁坡度的增加对横桥向失稳模态下的临界墩高影响大,顺桥向墩身外壁坡度的增加对顺桥向失稳模态下的临界墩高影响大,而顺桥向外壁坡度的增加对横桥向失稳模态下的临界墩高影响较小,横桥向外壁坡度的增加对顺桥向失稳模态下的临界墩高影响较小;外壁坡度较小时,作用在主梁上的外荷载对临界墩高影响较大,外壁坡度较大时,墩身自重对稳定的影响占主导地位;内壁坡度对临界墩高的影响与外壁坡度相关性较大,需要优化选取。     

多点非一致激励下高墩连续刚构桥的地震响应

为研究多点非一致激励对高墩连续刚构桥地震响应的影响规律,以某跨径为48 m+96 m+48 m的组合高墩连续刚构桥为算例,建立高墩连续刚构桥的三维有限元数值模型,计算高墩连续刚构桥在纵向随机地震动激励下,考虑视变化的波速以及视波速随地震动频率变化时的多点激励响应分析.研究结果表明:主梁的纵向位移、横向弯矩和轴力响应及桥墩的纵向位移、横向弯矩和纵向剪力响应随着视波速的变化有所不同,与常数视波速100 m.s-1下结构的响应相比,视波速随频率变化情况下的响应量显著增大,1号墩处主梁的纵向位移、横向弯矩和轴力分别增大了2.03、1.39和1.37倍,1号墩、2号墩墩顶的纵向位移、墩底横向弯矩和墩底的纵向剪力均增大约1.37倍.考虑随频率变化的视波速对高墩连续刚构桥的影响是必要的.     

钢筋混凝土高墩非线性稳定分析和模型试验

以高墩大跨径曲线刚构桥为工程背景，应用非线性有限元分析与模型试验相结合的方法，分析了混凝土与主筋联合作用、箍筋对混凝土的约束作用，得出了非线性钢筋混凝土本构关系对高墩承载力的影响规律。结果表明，考虑主筋的作用，可以使钢筋混凝土高墩稳定荷载提高30％，箍筋对混凝土的约束作用可以使高墩极限承载力再提高13％。模型试验验证了该分析方法和结论的正确性。     

大跨度斜拉桥非线性静力分析

根据能量变分原理导出了索 -塔 -梁耦合作用下斜拉桥面内稳定的计算公式 ,并采用Newton -Raphson方法对所建立的非线性方程组进行求解 .以青洲闽江大桥为例将本文程序与ANSYS程序的计算结果进行了对比 .研究发现这种方法具有良好的收敛性 ,简单快捷 ,适于在小型计算机上应用     

大跨悬索桥非线性随机静力分析

大跨度悬索桥结构具有显著的几何非线性行为．且存在材料特性、几何尺寸的随机性．先对缆索采用较小抗弯刚度参数的梁单元,对悬索桥进行确定性的几何非线性分析;然后采用响应面法进行非线性随机静力分析;最后针对1座大跨悬索桥,计算了在竖向活载作用下材料、几何尺寸的随机性对主梁跨中位移的影响．结果表明,结构随机性的影响十分明显．     

大跨度拱桥非线性稳定分析

新旧圬工桥涵设计规范都没有充分考虑拱圈在荷载作用下大变形的影响,这种影响对大跨度拱桥来说是不可忽视的。文章使用ANSYS9．0软件对一大跨裸拱圈进行非线性屈曲分析,得出稳定安全系数,并与新旧圬工桥涵设计规范的计算结果作比较。     

谈大跨PC连续刚构桥的施工监控工作

文章简要归纳了大跨PC连续刚构桥的结构、施工及监控特点,并以张家坦大桥为例论述了大跨PC连续刚构桥的施工监控工作,以为类似桥梁的施工监控提供参考.     

高墩连续刚构桥纵向振动基频的能量法计算公式

为了研究高墩连续刚构桥基频函数表达式,以某一典型桥梁为例,构造了多种不同的桥梁结构形式,建立了64种有限元分析模型,获取了桥梁结构自振特性规律,并提出了桥梁纵向振动的基本振型函数;在此基础上利用瑞利法推导了高墩连续刚构桥纵向振动基频的理论计算公式,最后对此公式的可行性进行了算例验证,讨论了现有抗震规范在此类桥梁结构基频计算上的适用性.结果表明:高墩连续刚构桥第一阶振动以桥墩的纵向振动为主;给出的由能量法得到的基频计算值与有限元模型计算值误差为5％;抗震设计细则中的自振频率计算公式不适用于高墩刚构桥此类非规则桥梁.     

薄壁变截面高桥墩的稳定分析

应用里兹法研究了考虑墩身自重的薄壁变截面高桥墩的稳定性.构造满足桥墩位移边界条件的横向位移曲线函数,得到其应变能和荷载势能表达式.基于势能驻值条件求出了薄壁变截面高桥墩的临界荷载解析式,利用该解析式可以方便地求出薄壁变截面高桥墩的临界荷载.与有限元分析得到临界荷载的比较表明,该方法简单可靠.