陈兵[1]2003年在《中、下承式拱桥吊杆载荷行为及安全性研究》文中进行了进一步梳理吊杆是中、下承式拱桥中连接拱肋与桥道系的关键构件，作用于桥道系上的恒、活载，通过吊杆传给拱肋，实现桥梁的跨越能力。由于受当前设计理论、科学技术和工业水平发展进程的制约，拱桥吊杆、吊具的设计、制造、安装、防护、服役、维护、健康诊断、修复拆换、设计寿命的确定乃至于服役一定时期后剩余寿命的预测等等，皆无明确、统一的规范。在大量的中、下承式拱桥吊杆设计、安装、维护、修复拆换过程中，主要依据设计者的主观判断，以致因吊杆失效造成的桥梁损坏和事故时有发生。为此，本文在参考、总结已有研究成果的基础上，结合西藏拉萨市柳梧大桥的设计工作，对吊杆的载荷行为及其安全性设计作了较为深入、全面的研究，提出了自己的观点并应用于实际工程设计中。 首先，本文在对吊杆在恒、活载作用下的静、动力行为作了分析、计算后认为：1．网状吊杆比平行吊杆、斜吊杆具有更为优异的力学性能；2．吊杆的内力随拱肋、桥道系、自身刚度以及荷载大小不同而呈非线性变化；3．安全系数取值应大于2.39；4．现行冲击系数取值偏小。 其次，本文对吊杆的疲劳问题作了较为详尽的阐述，说明疲劳失效是吊杆毁损的主要原因，证明了风(雨)及其它因素引起的吊杆锚固端最大弯曲应力约为其恒载内力的15％，提出了吊杆疲劳设计以及剩余寿命估算的具体方法和计算公式，论述了吊杆服役期内的防护、健康检测以及修复拆换的相应措施或解决办法。 最后，文章基于“破损安全”原则，对拉萨柳梧大桥的吊杆、吊具进行设计，并计算出吊杆的设计疲劳寿命。
涂俊[2]2008年在《拱桥吊杆的破损安全研究》文中认为拱桥具有受力合理、造型美观等独特优势,近年来得到迅速发展。但是,在已建拱桥的运营中逐渐出现一些问题,特别是在中、下承式拱桥中作为重要传力构件的吊杆腐蚀和破损问题日益突出。吊杆是中、下承式拱桥中连接拱肋与桥道系的一种必备的构件,吊杆的作用在于将桥道系上的恒载和活载传递给拱肋。现阶段由于吊杆失效造成的桥梁损坏事故时有发生,而拱桥吊杆在设计、施工、维护、健康诊断、修复拆换、以及剩余寿命预测等各方面的规定不是非常明确。为此,本课题在参考和总结已有研究成果的基础上,结合深圳市北站大桥的设计实例,对吊杆的载荷行为及其破损安全性能进行分析和比较。本课题研究的目的在于为今后拱桥吊杆的安全设计提供理论依据。一方面,研究如何通过结构以及构造措施,延长吊杆的使用寿命,使吊杆的服役年限尽量能够接近桥梁的设计年限;另一方面,通过结构体系的优化或添加结构安全系统,确保拱桥吊杆在突然破断时,其冲击作用不至于对剩余结构造成无法挽救的破坏,即结构仍存在最低的安全性。本文的研究内容主要包括以下几个方面:首先,采用MIDAS软件,以北站大桥为背景建立模型,对不同吊杆布置形式的拱桥在恒载、车载作用下的静、动力响应进行了分析和对比。总结了吊杆布置形式对全桥力学性能的影响。更为重要的是针对吊杆的安全情况,得出了不同吊杆布置形式的优缺点。接着,采用ABAQUS软件对北站大桥进行破损安全的分析,研究平行双吊杆体系和斜交叉吊杆体系对拱桥破损安全性能的影响。通过动力计算吊杆因腐蚀、疲劳等原因骤断时对桥梁剩余结构的冲击效应,并分析对比两种吊杆形式的安全储备能力。最后,基于“破损安全”原则,对设置了破损安全拉索系统的拱桥进行建模计算,分析该系统提高拱桥安全储备的能力。本文中得到的结论为拱桥设计人员在吊杆布置、防护以及破损安全设计方面提供了一定的参考价值。
余江昱[3]2015年在《系杆拱桥吊杆的破损-安全设计研究》文中进行了进一步梳理现阶段由于吊杆失效造成的桥梁损坏事故时有发生,而拱桥吊杆在设计、施工、维护、健康诊断、修复拆换以及剩余寿命预测等各方面的规定不是非常明确,而且吊杆的健康诊断工作难以满足桥梁可靠性要求,导致桥梁事故仍不断发生。为此,本课题在参考和总结已有研究成果的基础上,以一座柔性系杆刚性拱桥实例为研究背景,对吊杆的载荷行为及其破损安全设计方法进行研究分析。本文在总结我国系杆拱桥吊杆破损原因及其处置方法基础上,阐述了吊杆疲劳所涉及的结构破损安全设计理论和分析方法,然后对于系杆拱桥结构中采用的普通双吊杆单元进行设计改进,应用线性累积损伤理论,结合破损安全设计方法,研究了某大桥双吊杆破损安全单元。所谓的系杆拱桥吊杆破损安全设计是指系杆拱桥的双吊杆在桥梁使用寿命期内允许某一根吊杆骤然破断但剩余的另外一根吊杆能够保证桥梁整体结构在修复破断吊杆之前的安全,并尽可能保证在修复破断拉索期间的交通不受影响。论文分析计算了改进后吊杆的疲劳设计寿命,分析个别吊杆骤断对剩余桥梁结构的冲击作用,研究认为改进后双吊杆体系的全桥安全性要高于原先设计的普通双吊杆以及单吊杆体系,论证了吊杆破损安全设计理论的有效性。本文研究的破损安全吊杆系统为确保系杆拱桥的吊杆突然断裂时,桥梁剩余结构能承受其骤断带来的冲击作用,使结构能正常运行以及拆换新的吊杆。本文中得到的结论为拱桥设计人员在系杆拱桥吊杆破损安全设计方面提供了一定的参考价值。
王海珉[4]2016年在《下承式钢管混凝土系杆拱桥吊杆更换方案研究》文中研究说明时至今日,随着经济与技术的高速发展,我国的桥梁建设已成突飞猛进之势。在中小跨径的桥梁选型中,系杆拱桥以其独特的优美造型和合理的力学结构已被桥梁工程师们广泛使用。对于众多投入运营的中、下承式系杆拱桥,其吊杆的受损问题日益明显。本文以钢管混凝土拱桥为研究对象,重点介绍系杆拱桥的吊杆破损原因,研究采用临时吊杆法进行更换吊杆的施工方案,以及以工程实例来说明更换吊杆的施工监控内容。主要工作包括以下几个方面:(1)介绍系杆拱桥的发展历程,总结国内外系杆拱桥的吊杆更换研究现状。(2)分析吊杆的破损机理,运用有限元软件midas/Civil建立拱桥模型,并对拱桥的主梁和拱肋进行静力分析。(3)制定吊杆更换方案设计的原则,通过试算确定临时吊杆的张拉步长,设计出吊杆更换的施工方案,并对方案进行优化。(4)通过吊杆更换的工程实例,总结出吊杆更换过程中施工监控的相关内容。
程华才[5]2007年在《桥梁柔性构件更换若干问题的探讨》文中认为自上世纪70年代国内开始兴建吊杆拱桥以来，目前这类型的桥梁已相当普及，随后国内又大量建造斜拉桥、悬索桥等具有柔性构件的结构。这就使得以吊杆拱桥为代表的这类工程检测和结构损伤诊断与防治的工作得到愈来愈多的关注。结构经过长期使用难免会发生各种各样的损伤，历史上多有结构受损以致工程倒塌的例子，既造成了经济上的损失，也给人类带来巨大的灾难。近两年来国内吊杆拱桥也多次发生事故。其原因很多，有使用维护不当、车祸或人为事故、环境因素等；也可能存在计算理论、设计方法上的不足。本文在参考、总结其它既有文献研究的基础上，结合作者亲自经历的合肥市寿春路桥的换索设计、施工以及监测等工作，对桥梁吊杆的载荷行为及其安全性设计作了较为深入、系统的研究，分析了吊杆疲劳破坏机理、吊杆及拉索损伤原因，阐述了吊杆健康监测的内容和手段，提出了吊杆更换的结构检验和工艺论证，并将这些观点尝试性地应用于工程实际中。
陈金巧[6]2013年在《系杆拱桥短吊杆空间受力特性与损伤机理研究》文中研究说明由于我国中下承式系杆拱桥的建设起步较晚，现阶段这些桥梁吊杆的问题还未完全暴露，对吊杆存在的问题重视不够，研究相对滞后，左右两侧短吊杆常处在吊杆、立柱与拱肋交接处的特殊位置，造成短吊杆的弯曲刚度比其他吊杆要大很多，使得短吊杆适应变形的能力比其他吊杆适应变形的能力要差很多。因此造成了系杆拱桥常常在荷载作用下发生短吊杆断裂事故。基于短吊杆在系杆拱桥吊杆中的重要性，本文研究的主要内容如下：1、简要叙述系杆拱桥的发展，针对系杆拱桥吊杆的各种情况作了简要的说明，总结了系杆拱桥短吊杆国内外研究现状。2、通过国内外有关资料阅读与研究，总结分析了系杆拱桥短吊杆的结构行为及其影响因素。3、以某系杆拱桥为例，通过有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥模型比较分析该系杆拱桥短吊杆在恒载、汽车荷载、温度变化、承载能力极限状态作用下与其他吊杆轴力以及其他附加内力的差异情况。通过有限元软件ANSYS根据各种荷载作用下吊杆两端节点变化合理简化与假定模拟吊杆实体分析短吊杆非固结段的应力、应力幅变化情况。4、根据不同吊杆之间的附加内力以及应力幅规律初步讨论系杆拱桥短吊杆的疲劳破坏规律和环境腐蚀对于短吊杆的影响。本文的主要研究结果：1、计算结果表明系杆拱桥短吊杆在恒载、汽车、温度、承载能力极限状态作用下，引起拱肋与桥面发生变形差异，从而导致短吊杆两端受到的附加剪力与附加弯矩比其他吊杆的附加剪力与附加弯矩要大很多。2、计算结果表明系杆拱桥吊杆在恒载、汽车、温度、承载能力极限状态作用下固结段与非固结段交接区域内出现了较为明显的应力集中现象。短吊杆的最大应力和应力集中在固结段与非固结段连接区域内比其他吊杆的更大更明显。3、吊杆在交变应力反复作用下，疲劳裂纹主要出现在吊杆锚头与钢索连接区域内的高应力集中区域内。4、环境腐蚀加速了高应力集中区域疲劳裂纹的扩展，疲劳裂纹的产生也加速了环境腐蚀对短吊杆的速度。
李磊磊[7]2012年在《大跨径中承式拱桥吊杆更换理论分析与设计方法研究》文中提出本文以大跨径中承式拱桥的吊杆更换为研究对象，基于吊杆更换的理论分析，采用数值分析方法，对不同方法更换吊杆对结构产生的影响进行分析研究，以达到指导设计施工的目的。本文的主要内容如下：1）归纳了拱桥吊杆的主要病害，分析了产生的原因，提出了吊杆更换问题。2）基于吊杆的载荷行为，参考斜拉桥拉索更换的相关研究，在已完成吊杆更换拱桥的实践经验总结基础上，提出了吊杆更换的原则；在优化结构受力和线形的指导思想下，形成了吊杆索力优化设计方法；总结索力测试的常用方法和优缺点，简要介绍了施工监测的内容和吊杆更换后的评价方法，从多个方面完善了拱桥吊杆更换的分析理论。3）基于有限元分析理论，依据钢管混凝土结构分析方法，建立了依托工程的空间有限元模型，分别分析了封闭交通情况下采用无替代法、钢导梁兜吊法和拱肋兜吊法更换不同位置吊杆对桥梁结构产生的影响，主要包括卸除吊杆引起的拱肋线形、拱肋应力、吊杆索力、桥面线形、主梁应力及稳定安全系数的变化等。根据叁种更换方法的分析结果，进而研究了正常通车情况下吊杆的更换方法。由数值分析结果可知：封闭交通情况下采用拱肋兜吊法更换吊杆更安全、更合理，对拱肋、吊杆、桥面系及稳定性的影响最小，可以保证吊杆和工具吊杆的安全系数满足要求；在正常通车情况下采用拱肋兜吊法更换吊杆也能满足规范的要求。
柯仲伍[8]2011年在《钢管混凝土拱桥吊杆更换研究》文中研究指明近二十年来,系杆拱桥在我国得到迅速发展,特别是钢管混凝土拱桥,已经成为我国一种主要的桥型。吊杆是中、下承式拱桥中连接拱肋与桥道系的关键构件,作用于桥道系上的恒、活载,通过吊杆传给拱肋,实现桥梁的跨越能力。由于受当前设计理论、科学技术和工业水平发展进程的制约,拱桥吊杆、吊具的设计、制造、安装、防护、服役、维护、健康诊断、修复拆换、设计寿命的确定乃至于服役一定时期后剩余寿命的预测等等,皆无明确、统一的规范。在大量的中、下承式拱桥吊杆设计、安装、维护、修复拆换过程中,主要依据设计者的主观判断,以致因吊杆失效造成的桥梁损坏和事故时有发生。首先是针对钢索、锚具、防护等吊杆主要构件分析其破损原因,了解其腐蚀机理,以期对吊杆的构造及损伤进行全面认识,从而为下一步的更换提供理论依据。然后介绍某桥的施工方案,目前吊杆更换采用的方法基本都是设置临时替代系统,其中最常用的就是临时吊杆法,文中分析了临时吊杆的设计验算,用有限元理论和软件模拟分析了吊杆更换过程。最后结合某桥的实际监控数据,分析了实测数据并与理论值相比较,详述了造成理论与实测数据差异的各种因素。本文在参考、总结其它既有文献研究的基础上,结合作者亲自经历的某桥的换索设计、施工以及监测等工作,对桥梁吊杆的载荷行为及其安全性设计作了较为深入、系统的研究,分析了吊杆疲劳破坏机理、吊杆及索损伤原因,阐述了吊杆健康监测的内容和手段,提出了吊杆更换的结构检验和工艺论证,并将这些观点尝试性地应用于工程实际中。
李国峰[9]2005年在《无风撑下承式拱桥的稳定性及吊杆安全性研究》文中提出随着现代高强材料和施工技术的发展,桥梁结构正朝着大跨、轻柔的方向发展,而拱桥以其独特的优势使其生机盎然。 拱桥越往大跨发展,它的稳定问题就越显得突出。跨径与宽度之比较小时,稳定问题主要是拱圈的面内稳定。随着拱桥的发展,跨径与宽度之比与不断增大,拱桥的稳定问题由面内转向了面外。而对于设计来说,就需要有一种简单易行,且又足够准确的稳定计算方法。尤其是对于倾斜的拱桥来说,这一问题显得更加突出。同时,对于施工来说,施工误差对于拱桥的稳定性有多大的影响一直是一个需要解决的问题。本文在这两个方面都做了相关工作。 本文第二章详细介绍了各种拱轴线在面内稳定的计算方法。对于圆弧拱来说是非常简单的,而对于其它形式的拱采用近似方法,也是可行的。有关文献已说明对于矢跨比较小时,用圆弧拱代替计算,其精度是可以接受的。同时,对于面外稳定来说,本文介绍了常用的叁种拱轴线的计算方法,它可以分别计算是否考虑了桥面刚度对拱产生了一个非保向力的影响。对比计算表明,桥面刚度对拱的稳定性有很大提高。由于施工的原因,可能使拱圈位置与设计位置有一定的相差,有时还比较大。对于中、下承式拱格来说,侧向的偏位对于面外稳定到底有多大的影响,一直没有文献对些进行明确回答。本文第叁章对于抛物线型无风撑下承式拱桥在有不同的初始偏位下其相对应的稳定性进行研究分析,推导出一套公式可以明显地表达它们之间关系。计算表明,这种侧向偏位对它的侧向稳定性有很大折减。 吊杆是中、下承式拱桥一种必备的构件。拱桥蓬勃发展,而吊杆的研究却未跟上步伐,直到因吊杆失事后才得以正视。目前,短吊杆仍有一系列的问题值得去研究。例如,简单地对其力的测量方法以及吊杆的腐蚀、疲劳等。本文对于这些问题都作了分析和阐述。推导了一个简单适用的测力公式,分析了吊杆的腐蚀、疲劳机理,并对些提出了改进方法。
吴绍波[10]2008年在《中下承式拱桥吊杆疲劳安全研究与设计探讨》文中提出19世纪后,带吊杆的中下承式拱桥发展迅猛,吊杆是中下承式拱桥的重要传力构件,尺寸小、构件组成部分多、对疲劳腐蚀等因素比较敏感,吊杆及其组件的运营状态相当复杂。它的正常与否,关系着整个桥梁的运营安全和寿命。但是目前的桥梁设计理论却没有跟上桥型的发展,拱桥吊杆的设计准则、服役损伤、安全判据、寿命预测、拆换方案等都没有统一而科学的规范,以往的大多工程实践均是凭设计者的主观判断。再加上桥梁设计人员对吊杆的受力重视不足,在设计中通常只是采用一个安全系数来控制其最大应力,忽视对疲劳和腐蚀问题的控制,对影响吊杆疲劳的因素及其变化规律,几乎没有进行过系统全面的研究,因此吊杆破损屡屡发生。为此,本文在参考和总结已有成果和现状的基础上,以某下承式系杆拱桥为背景,对吊杆的静动力特性、影响吊杆疲劳的结构设计因素和吊杆的破损安全工况作了计算分析。本文的主要内容和结论如下:(1)吊杆静力动力分析。通过对简支和连续两种桥道系形式拱桥的吊杆的恒活载静力特性分析,以及结合破损安全角度考虑,得出简支桥道系不利于吊杆疲劳的结论。(2)通过匀速移动荷载动力时程响应来对车辆过桥进行模拟和利用冲击荷载作用下的瞬态动力响应来对跳车现象进行分析表明:吊杆的动力效应比较明显,且汽车速度越快动力效应越大;各吊杆中短吊杆的动力效应最强,在汽车高速过桥时,计算所得的短吊杆动力放大系数大于按照规范的取值,因此在设计中尽量对短吊杆进行单独的动力验算。(3)从结构设计的角度,通过对影响吊杆荷载疲劳的因素进行对比计算分析,包括吊杆的位置、吊杆的间距、边吊杆至拱脚的距离、吊杆截面积、拱桥矢跨比、拱梁刚度比等,得到有利于改善吊杆疲劳的结构设计方法。(4)通过对目前吊杆的设计准则和疲劳设计方法的探讨,认为目前的吊杆设计不能保证吊杆使用过程中的安全性,应尽快建立适合吊杆设计的理论和方法。并提出了吊杆破损安全工况验算的思路和方法,通过对本论文的桥梁模型吊杆破损安全的验算发现桥梁在部分吊杆破断的情况下不会发生连锁倒塌。
参考文献：
[1]. 中、下承式拱桥吊杆载荷行为及安全性研究[D]. 陈兵. 四川大学. 2003
[2]. 拱桥吊杆的破损安全研究[D]. 涂俊. 哈尔滨工业大学. 2008
[3]. 系杆拱桥吊杆的破损-安全设计研究[D]. 余江昱. 东南大学. 2015
[4]. 下承式钢管混凝土系杆拱桥吊杆更换方案研究[D]. 王海珉. 石家庄铁道大学. 2016
[5]. 桥梁柔性构件更换若干问题的探讨[D]. 程华才. 合肥工业大学. 2007
[6]. 系杆拱桥短吊杆空间受力特性与损伤机理研究[D]. 陈金巧. 重庆交通大学. 2013
[7]. 大跨径中承式拱桥吊杆更换理论分析与设计方法研究[D]. 李磊磊. 长安大学. 2012
[8]. 钢管混凝土拱桥吊杆更换研究[D]. 柯仲伍. 西南交通大学. 2011
[9]. 无风撑下承式拱桥的稳定性及吊杆安全性研究[D]. 李国峰. 湖南大学. 2005
[10]. 中下承式拱桥吊杆疲劳安全研究与设计探讨[D]. 吴绍波. 重庆大学. 2008