大跨度拱桥施工稳定性的时变力学分析
大跨钢结构施工卸载过程力学分析
0 引言随着科技的进步和建筑业的不断发展，大跨度钢结构在各类建筑中得到了广泛应用。
其独特的施工卸载过程涉及复杂的力学原理。
大跨度钢结构的特点是跨越距离大、自重较大，因此在施工过程中需进行卸载。
卸载过程需严格控制，否则可能导致结构变形、失稳甚至垮塌。
施工卸载的力学分析是确保施工安全和质量的关键环节。
在卸载过程中，大跨钢结构主要受到自重和施工载荷的作用。
自重会导致结构产生内力，而施工载荷则包括施工设备和人员的重量。
内力分析是大跨钢结构施工卸载过程力学分析的核心内容，它涉及对结构各部分的内力分布、大小和方向进行计算。
李寒姣[1]通过开展基于MIDAS 研究方法对大型体育场馆的钢结构施工及卸载过程仿真分析与监测验证研究，实现了对钢结构施工的模拟仿真。
李瑶[2]通过开展基坑卸载与顶管施工影响的近接地铁隧道变形特征与控制方法研究，明确了卸载中结构变形的特征。
何翼展[3]通过开展施工卸载阶段的结构力学体系转换监控方法研究，提出一种新的监控方法。
在上述研究基础上，得出通过使用MIDAS 研究方法可以对大型体育场馆的钢结构施工及卸载过程进行仿真分析和监测验证。
这为实际施工过程提供了模拟仿真的手段，有助于预测和优化施工过程。
卸载过程中结构变形的特征，这有助于控制施工中对周围结构的潜在影响。
在此基础上，开展大跨钢结构施工卸载过程力学分析。
1 大跨钢结构施工卸载过程模拟根据实际工程的结构形式和材料特性，建立相应的计算模型。
模型应包括结构的所有重要组成部分，并考虑实际施工中的各种约束条件。
在模型中施加各种载荷，包括自重、施工载荷等。
自重可以通过计算各部分的重量并按比例分配到相应的节点上。
施工载荷则需根据施工方案和设备重量进行精确计算。
根据施工方案，模拟结构的卸载过程。
观察并记录各阶段结构的内力、位移等参数的变化。
分析卸载过程中的稳定性、安全性以及可能出现的最大应力、应变等[4]。
根据模拟结果，分析卸载过程中可能出现的问题，如局部应力集中、结构变形过大等。
拱桥原理
拱桥原理拱桥中的力学原理,我个人觉得就是通过一个水平推力把原本由荷载产生的弯矩应力变成压应力或者大部分转化为压应力.拱区别于梁的最大之处就是存在水平推力,如果这个水平推力和支座反力以及作用于其上的荷载的合力的作用点和方向刚好通过拱的轴线,这样的拱就是合理拱,而这样的拱是只受压应力的.如果两者不是重合的,那就存在一定的弯矩应力.但一般情况在拱的弯矩小于相同跨度的梁的.我们知道石材的抗压性能是很好的,而抗拉性能是较抗压性能差的,通过拱的原理,就可以把抗压性能好的石材在抗压方面的特点充分利用,并且能避免抗拉方面的不足.拱桥中的力学原理拱桥中的力学原理, 就是通过一个水平推力把原本由荷载产生的弯矩应力变成压应力或者大部分转化为压应力.拱区别于梁的最大之处就是存在水平推力,如果这个水平推力和支座反力以及作用于其上的荷载的合力的作用点和方向刚好通过拱的轴线,这样的拱就是合理拱,而这样的拱是只受压应力的.如果两者不是重合的,那就存在一定的弯矩应力.但一般情况在拱的弯矩小于相同跨度的梁的.我们知道石材的抗压性能是很好的,而抗拉性能是较抗压性能差的,通过拱的原理,就可以把抗压性能好的石材在抗压方面的特点充分利用,并且能避免抗拉方面的不足.拱桥的抗压原理，作用于桥梁上的恒载、车道荷载、人群荷载均是方向向下的，而且拱脚受到竖向和水平向的约束，为了达到力系的平衡拱圈就必然有水平内力分力和竖直内力分力，两者在拱轴线切向的分力之和一般不为0，这个力就是轴力，而且该轴力一般为压力，因此拱圈受压。
更多知识可以参看各种桥梁工程或者结构力学的书。
苏州的石拱桥苏州，东方的水城，江南的水乡。
水多了自然桥也多。
如果说水是古城的灵魂，那么桥就是人们交通的纽带。
从唐朝“绿浪东西南北水，红栏三百九十桥”的木桥、廊桥到明清众多长虹卧波的石拱桥、连拱桥，姿态各异的桥梁为苏州这座2500年的古城增添了一份秀美与灵气。
岁月沧桑，历朝历代兴修多少桥，颓圮了多少桥，留存了多少桥都成了串长长的数字。
大跨度复杂钢结构施工过程中若干技术问题及
大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨摘要：随着当前钢结构建设项目的日益增多，其中大跨度钢结构正逐渐被应用于体育馆、展览厅、影剧院、飞机库、双向大柱距车间等大型建筑的建设当中。
然而由于大跨度钢结构施工过程中的吊装、滑移、提升等施工安装技术具有形式复杂、施工周期长以及容易受到设计方案、施工方法的影响，为此必须加强对大跨度复杂钢结构施工过程中出现的诸多力学和关键技术问题的研究与探讨，以有效保证钢结构在施工过程中的安全性以及在施工结束后钢结构状态的可靠性。
关键字：钢结构；大跨度；复杂；技术问题钢结构具有强度高、材质均匀、质量轻、韧性和塑性好以及密封性好等特点，近年来在建筑行业中得到了广泛应用与普及，并被誉为建筑行业中的朝阳产业。
然而在大跨度复杂钢结构的施工安装过程中，因对设计、施工中的关键性技术问题没有重视或没有采取良好的解决方案，有可能会导致结构出现失去平衡倾覆、失去稳定倒塌以及节点强度不足而破坏等多种问题，对钢结构工程的施工质量与施工进度都会带来严重影响。
本文结合实际工作经验，从大跨度复杂钢结构的主要施工技术出发，并就施工过程中存在的若干关键性技术问题进行了分析与探讨。
一、大跨度复杂钢结构的施工技术概述大跨度复杂钢结构的施工技术，主要包括了安装技术与卸载技术（若有临时支承），本文主要简要介绍了安装技术。
常用的安装方法通常可分为两类，一类是在地面拼装的整体吊装法、整体提升法以及整体顶升法；另一类则是在高空就位的高空散装法、高空滑移就位法与分条分块就位组装法。
具体安装方法的选用应根据工程中钢结构的受力情况与构造特点（包括结构形式、刚度分布、支承形式等），并结合现场施工条件和设备机具等资源落实情况等因素综合确定具体安装方案。
从近年的发展趋势而言，大跨度钢结构工程正日益向大型化和复杂化方向发展，单一的安装方法已无法满足工程实际的需要，工程中往往采取多种不同的安装技术，安装方法正朝着集成化的方向发展。
大跨径钢管砼拱桥吊索施工及监控技术
0 引言下承式钢管混凝土系杆拱桥以其跨度大、结构轻、造型美、省建材等优点，被广泛应用。
该桥型的吊索是将外部荷载由系杆传递给拱肋的关键构件，决定桥梁最终成败的关键，通过对国内类似桥梁结构监控技术的了解发现：唐俊等[1]的连续刚构桥挂篮主体结构监控点布设并采集挂篮数据进行应力应变分析。
黄中营等[2]利用Midas 空间有限元程序对钢栈桥施工各工况进行仿真分析计算方法。
本文在此基础上结合空间有限元仿真和频谱法实测的数据相互对比，并借鉴了黎栋家等[3]对钢管砼拱桥结构分析方法，验证吊索在施工中精度以及后期加动载作用下的结构可靠性。
提出通过监控取得实测数据与仿真设计和理论研究的对比，分析桥梁在各种工况下吊索力学性能变化的观点。
1 工程概况新建桥梁——山阴路跨秦淮河桥位于南京市江宁区禄口街道山阴路。
桥梁全长289.56m。
桥梁荷载等级是公路I 级，跨径布置（3×20）m+（4×20）m+83.2m+（3×20）m，主桥采用1～83.2m 下承式钢管砼系杆拱一座，其立面图如图1所示。
2 技术应用的目的对于系杆拱来说，吊索是该类桥型的施工控制难点，究其原因，吊索的张拉将引起拱肋和系杆的受力及变形的耦合效应。
吊索的施工精度、张拉的次序直接决定着系杆拱桥成桥后的内力分布状态以及桥梁的安全运营和使用寿命。
吊索的施工技术目的是确保各构件的制作安装精度满足设计要求。
监控技术的应用旨在通过全程收集吊索参与整体受力后各主要构件的结构数据，印证吊索在不同工况下，引起的系杆、拱肋的应力和变形及自身的索力值的变化与理论研究的吻合程度，为最后判定桥梁在施工和荷载试验下的安全性提供依据。
3 吊索施工工艺及技术难点虽然吊索自身安装是在系杆及拱肋完成后实施的，具体工序流程如图2所示（鉴于篇幅，图中工序从拱肋吊装开始），但为保证其施工精度，从上部结构开工前，项目部就高度重视，成立的专项技术团队立项《提高系杆拱桥吊索安装一次验收合格率》的QC 质量攻关课题。
既有刚架混凝土拱桥时变可靠性分析
乘以一个随时间确定性 降低 的系数． 但是这些文献 基本 以简支 梁桥 为研 究 对 象 ， 支 梁 一般 为 多 梁式 简
桥， 未考虑荷载横向分布系数的随机变化． 本文以一 实 际刚架拱 桥 为工 程 背景 ， 将抗 力衰减 函数 系数 、 荷
载横 向分布 系数 和荷 载 增 长 系 数视 为随 机 变量 ， 研 究 了抗 力衰 减 、 载 横 向 分 布 系数 和 荷载 增 长 对 结 荷 构可靠 性 的影响 ， 分 析 结 果可 为 主 管部 门提 供 参 其 考， 同时应 根据结 构 的 实 际 服役 环 境 来确 定 抗 力的
低趋势表现 出不 同的规 律 ， 因此应根据结构的 实际服役 环境 来确 定抗 力的衰减规 律 ， 而利 用可靠指标 的 变化规 从 律对结构制定合理 、 济的养护 维修及加 固方案． 经
关键词 ： 梁工程 ； 桥 刚架混凝土拱 桥 ； 力； 抗 可靠性 中图分类号 ： ４． ２ Ｕ４ ８ ２ １ 文献标识码 ： Ａ
摘
要 ： 了研 究 抗 力衰 减 函数 系数 、 栽 横 向 分布 系数 和 荷 载 增 长 系数 对 服 役 期 间 的 刚 架 混 凝 土 拱 桥 可 靠 度 的 为 荷
影响 ， 将抗 力衰减 函数 系数 、 荷栽横 向分布 系数和荷 栽增长 系数视 为随机 变量 ， 对结构 的可靠性进 行 了分析． 结果 表 明荷载横向分布 系数 和荷 载增 长 系数对 结构可靠性 的影响较 大 ， 力按 不同的规律 衰减导致结构 的可 靠指 标降 抗
０ 引言
Ｍｅｔ 教 授在题 为“ ｈａ 混凝 土 耐 久性 一Ｏ年 进 展 ” ５
１ 结构数学模型
正确地使用数学模型来描述概率结构所包含的 随机性质 ， 是分析结构的关键步骤． 所谓概率结构就 是 既包含 结构 整体 具 有 随机 性 质 的情 况 ， 包 含 结 也
《道路与桥隧工程》课件：第八章 拱桥
拱桥的施工工艺
• 基础施工 • 拱宫架设 • 更替腹板 • 桥面系铺设 • 结构测试和调整
拱桥在实际工程中的应用
古代拱桥
古代拱桥作为历史文化遗产，仍 然被广泛用于旅游景点和城市建 设。
现代公路拱桥
现代公路拱桥用于处理大跨度和 高负荷的交通需求，具有卓越的 工程性能。
石拱桥、混凝土拱桥、钢拱桥等
2 按形状分类
大跨度拱桥、小跨度拱桥、隧道拱桥等
3 按构造分类
轻型拱桥、拱肋拱桥、连续刚构拱桥等
拱桥的结构特点
强度和稳定性
拱桥结构具有出色的承重能力和抵抗外力的能 力。
灵活和适应性
拱桥可以根据不同的需求和环境进行设计和建 造。
美观和艺术性
拱桥在桥梁设计中常被视为一种艺术品，具有 独特的美感。
传力机制
拱桥通过弧形的自重和对称载荷传递力量。
拱桥的力学分析
拱桥的力学分析包括弯矩、剪力和轴力的计算，以及确定适当的材料和尺寸。
拱桥的设计原则和步骤
1
选择结构类型
2
根据具体情况选择合适的拱桥结构类型。
3
确定材料和尺寸
4
根据计算结果选择合适的材料和尺寸。
确定需求
明确拱桥所需的功能需求和技术要求。
为行人提供安全便捷的通行方式。
《道路与桥隧工程》课件：第 八章 拱桥
本章将介绍拱桥的定义、历史、分类、结构特点、力学分析、设计原则和步 骤、施工工艺以及实际工程中的应用。
拱桥的定义和历史
拱桥是一种采用拱形结构的桥梁，由传统木拱桥发展而来，历史悠久。早期的拱桥多采用石材建造，后来出现 了各种材料的拱桥。
拱桥的分类
1 按材料分类
铁路大跨度混凝土刚构桥徐变变形控制因素研究刘一帆
.铁路大跨度混凝土刚构桥徐变变形控制因素研究刘一帆发布时间：2023-06-25T10:31:17.919Z 来源：《建筑模拟》2023年第2期作者：刘一帆[导读] 本文以一座在建的铁路混凝土连续刚构作为研究对象，基于现行的公路桥涵规范及铁路桥涵规范采用的CEB-FIP（1990）的徐变理论，从混凝土环境湿度、加载龄期、设计的方面开展了徐变变形控制因素的研究，提出了从环境、施工、设计的角度可改善徐变变形引起的跨中下挠的方法，可为以后的同类设计提供思路。
中铁二院工程集团有限公司土建二院四川成都 610031摘要：本文以一座在建的铁路混凝土连续刚构作为研究对象，基于现行的公路桥涵规范及铁路桥涵规范采用的CEB-FIP（1990）的徐变理论，从混凝土环境湿度、加载龄期、设计的方面开展了徐变变形控制因素的研究，提出了从环境、施工、设计的角度可改善徐变变形引起的跨中下挠的方法，可为以后的同类设计提供思路。
关键词：铁路；连续刚构；徐变；湿度；加载龄期；应力近年来，随着我国铁路建设的快速发展，为了减少对自然环境的破坏以及对耕地的占用，桥梁结构占铁路线路全长的比例越来越高，预应力混凝土连续刚构桥作为较大跨度的主要桥型之一在铁路建设中有较多的应用。
此类桥梁在主跨100m～200m范围内有较大的优势，具有跨越能力强、刚度大行车舒适的优点，且主墩无支座减少后期维护。
但由于连续刚构超静定次数高，受力复杂，混凝土的徐变、温度变化及墩柱不均匀沉降对结构均会产生较大的影响。
其中，混凝土的徐变容易引起梁体的竖向变形，从而造成轨道不平顺，影响行车安全[1]。
因此，对连续刚构的徐变变形控制因素研究对工程实际应用有较大意义。
本文以一座在建的铁路混凝土连续刚构作为研究对象，基于现有的徐变理论，从混凝土加载龄期、环境湿度、设计等方面开展了徐变变形控制因素的研究，找出影响徐变的控制因素，可为以后的同类设计提供思路。
1、研究背景某在建山区铁路，设计时速为200km/h，设计荷载为“ZKH荷载”。
钢管混凝土桁架拱桥时变分析研究
表 ３ 拱肋 上弦 钢管轴 力（ Ｎ） ｋ
内力位置
１ ／ ２拱肋 １４拱肋 ／
二＿＿
一 ４ ９ ． １５ １ １４ ０８ ４６ ．—１２４８ — ５ １ １８ １ ４ ９ ． ４６ ．—１３ ５３ ４ ８ ． １２ ８ ４— ６— 一 ４ ９ ． １５ ２９— ４ ６ ． — ４ ６ ． — ４ ８ — ５ １ ． １８ ２６— ４ ９ ． １４ ２１ １３ ６５ １２ ６ １２ ８ ４
分析 在某种程度 上产 生一定影 响。 这种结构本 身 或 材 料 随 着 时 间 而 改 变 的 结 构 ，称 为 时 变结 构 。 钢 管 混 凝 土 拱 桥 结 构 的 时 变 效 应 主 要 体 现 在 时 效 和 路 效 两 个 方 面 ： 时 效 ” 主 要 是 混 凝 土 材 料 “ 特 性 随 时 间 的推 移 而 变 化 的 特 性 ， 混 凝 土 的 收 如 缩 、徐 变 ，强 度 与 弹 性 模 量 随 时 间 的 变 化 ； 路 “ 效 ” 要 体 现 在 同 一 结 构 ， 同 的 施 工 加 载 路 径 主 不 和 过 程 ， 最 终 力 学 状 态 不 同 ， 于 典 型 的 时 变 其 属 结构 。
ｌ
ｆ
（ ） 断面 图 ｂ横
凰凰
（） ｃ 拱肋 混凝 土编 号图 图１ 桥 梁总体 布置 图（ 单位 ：ｍ） ｃ
挠度小 ， 几何非线性 对结构 的影响很小 ， 因此计 算 模 型 不 考 虑 几何 非 线 性 。 型一 ： 虑 混凝 土 材 料 模 考 的收缩 、 徐变 、 强度变 化等时 间依 存特性 ， 根据 并 施 工加 载 程序 划 分 施 工 阶段 ，建 立 考 虑 时 效 与 路 效的有 限元模型。 型二 ： 模 混凝 土材料仅考虑强度 变 化 ， 据 施 工 加 载 程 序 划 分施 工 阶段 ， 立 考 虑 根 建 路 效 的有 限元 模 型 。 型 三 ： 考虑 结 构 时 变 的一 模 不 次 成 桥 有 限 元模 型 。 由 于 目前 规 范 中 没有 给 出钢 管混凝土结构收缩徐 变的取值方法 ，因此其取值 方式参照公路桥规预应力混凝 土构 件的混凝土收 缩徐变取值 ，强度增 长拟 采用 Ｃ Ｐ ＦＰ规范 中的 Ｅ—Ｉ 早 强 混 凝 土 强 度 增 长 曲线 作 为 各 个 施 工 阶 段 强 度
列车荷载作用下的大跨度提篮拱桥动力响应研究
邓 世 海
按现行 桥规 取值 。 桥梁 边界 条件假 定 为 ： 拱座 固结 ； 上部 主梁 在拱 顶 、拱 上最 高立 柱 处设 固定铰 支座 ， 在其 它 各 支撑 点均 设 活 定铰 支 座 。有 限 元模 型 见
图 ２及 图 ３ 。
一
时刻 ｔ的桥 上列 车 及桥跨 空间振 动 的弹 性总 势
矢高 ７ｍ， 跨 比 ｌ ， 圈采用 Ｎ型桁 架， 上下 １ 矢 ／拱 ５ 拱肋 弦杆 中心立 面投影拱顶高度 ８０ 拱脚 高度 １． ．ｍ， ６０ ｍ，
节 间水平 投影 长度 ８ ３ ３ 横桥 向拱 顶主桁 之 间 ． ３ ｍ； ２ 中心 间距 ８０ 拱 脚主 桁之 间中心 间距 ３ ． 拱 ． ｍ， １ ｍ， ０
妲 譬设计 、 勘测 臣
列车荷载作用下的大跨度提篮拱桥动力响应研究
邓世 海
（ 中铁第四勘察设计院集团有限公司桥梁处 武汉 ４０６） ３ ０ ３
【 摘
要 】 目前铁 路 大跨 度提 篮拱 桥 无法适 用现 行规 范 当 中关 于桥 梁刚度 限值 的相 关规 定 ， 常需要 进 通
４ ｍｍ。上 、下平 联及 立柱横 联均 采用 圆形无 缝钢 ０
管 ， 管直径 ６０～ ８０ 钢 ３ ５ｍｍ， 厚 ２ｍｍ， 上立柱 壁 ０ 拱
为 哑铃型钢 管混 凝土 结构， 管 内灌注 Ｃ ０微膨胀 钢 ５ 混凝 土 。主桥 布置 图见 图 １ 。
意到 ， 篮拱 拱肋 内倾也将 使其整 体动 力特性 发生 提 变化， 因此其 在列车 荷载 作用下 的振动 响应也 必然
方 程组 。然 后按 Ｗｉｏ － 求得 系统 ｔ ｌ ｎ￣ ｓ 法 时刻 的振 动 响应 。详细 演 引过程 ， 文献 ［］ 见 ６。
大跨钢结构施工力学研究发展现状
大跨钢结构施工力学研究发展现状大跨钢结构施工过程的复杂性决定了施工力学分析的必要性。
我们系统地梳理了施工模拟普遍遇到的难点，以及当前的解决方法，指出了尚需研究的若干问题。
近些年随着经济水平的发展，建筑形式呈现出多样化的发展趋势，为了追求强烈的建筑效果，以及实现一些特殊的建筑功能，愈来愈多的建筑突破原有模式而日趋复杂，这对结构施工与跟踪模拟带来挑战。
在施工过程中，空间结构从无到有、从单根杆件到局部成形再到完整结构，整个体系的形态、荷载、边界条件不断变化，呈现出结构时变、材料时变和边界时变的特性，其“路径”和“时间”效应直接影响施工阶段及使用阶段结构的受力性能。
大跨钢结构施工过程的时变性要求设计者不但要考虑设计结构本身，同时需要研究不同施工阶段内力与变形的相互影响，对施工过程中结构及工程介质的分析，形成了与工程建设密切相关的新的工程力学学科分支——施工力学。
施工力学是力学理论与土木工程学科相结合的产物，研究的对象为施工过程中不断变化的结构系统，包括结构内部参数(如几何形状、物理特性、边界状态等)以及外部参数(如施加的荷载、环境温度)，因此施工力学是以物性为基础，耦合了时间与空间的多维力学问题。
大跨钢结构施工分析必要性与目标随着经济的发展，工程建设进一步向大型化、复杂化发展，建成了一批体型复杂的大跨钢结构或混合结构，如中央电视台新台址主楼、西班牙马德里“欧洲之门”双斜塔、浦东机场航站楼、国家大剧院、国家体育场鸟巢等。
这些复杂建筑的几何、材料和边界等条件在施工过程中往往存在着剧烈的变化，竣工时荷载作用下所产生的内力和变形由各施工步效应依次累积而成，其最终的大小与分布规律与实际施工过程密切相关。
同时，在结构建造的某些阶段，需要增加支持体系与可变结构组成一个共同工作的系统，这时支持系统的支撑与拆卸影响到整个结构的作用效应，因此若不考虑施工过程的影响而采用一次成形的设计方法，就会与实际情况产生差别，对大型复杂结构而言尤为明显，可能会在施工过程中由于部分结构强度破坏、刚度退化或稳定性失效造成整个结构的坍塌，也可能会使竣工状态下的结构内力或变形未达到设计状态的合理要求，而造成较低的安全储备。
结构设计知识：大跨度拱桥结构的设计与分析
结构设计知识：大跨度拱桥结构的设计与分析大跨度拱桥是一种常见的桥梁结构，通常用于跨越河流、峡谷或山谷等场所。
它的设计和分析需要考虑到诸多因素，包括桥梁的荷载、抗力、建筑材料、施工工艺等。
本文将从大跨度拱桥结构的设计与分析入手，详细介绍该领域的知识和技术。
一、大跨度拱桥结构的特点大跨度拱桥结构具有以下几个特点：1.较大的跨度：大跨度拱桥一般指跨度在200米以上的桥梁，有些甚至可以达到上千米。
这种大跨度要求桥梁结构具有良好的刚度和稳定性，以支撑起整个桥梁的自重和外部荷载。
2.拱形结构：拱桥是由一系列由张力和压力成员相互连接的曲线构成的，它的曲线形状可以是圆形、椭圆形、抛物线形或者双曲线形。
拱桥的主要受力形式是受压和受拉，通过压力和张力的相互作用来使整个结构保持稳定。
3.高度较大：大跨度拱桥由于要跨越较长的跨度，所以通常拱桥的拱顶高度较大，这既可以提高桥梁的承载能力，又能够增加桥梁的视觉美感。
4.自重较大：由于大跨度拱桥的结构体积和建筑材料消耗较大，所以整体的自重也会较大，这要求桥梁结构具有足够的承载能力。
5.施工难度大：大跨度拱桥的施工难度较大，对施工工艺和技术要求较高，需要采用特殊的施工设备和工艺方法。
二、大跨度拱桥设计的主要内容大跨度拱桥设计的主要内容包括结构分析、荷载计算、材料选用、梁体计算、节点处理、支座设计、地震效应分析等。
以下将对这些内容依次进行介绍。
1.结构分析结构分析是大跨度拱桥设计的第一步，其目的是确定桥梁的内力、位移和应力分布情况。
结构分析一般采用有限元分析方法，通过建立桥梁结构的有限元模型，计算桥梁在各种荷载作用下的受力情况。
在分析的过程中，要注意考虑到桥梁的非线性效应，包括几何非线性、材料非线性和接触非线性等。
2.荷载计算荷载计算是指根据实际使用条件和规范要求，计算桥梁在使用过程中受到的各种荷载，包括静荷载、动荷载、温度荷载、风载、地震荷载等。
荷载计算是确定桥梁结构受力情况的基础，也是桥梁设计的重要内容。
拱桥施工阶段内力分析及稳定性计算
X 2
H 22
H
y 2 ds
s EI
三、拱桥内力计算
•拱脚相对垂直位移引起的内力
如拱脚的垂直相对位移为： V VB VA
式中 VB , VA 左、右拱脚的水平位移， 均 自原位置向下移为正。
由拱脚产生相对垂直位移 在弹性中心产生的赘余力为：
X 3
V 33
V y2ds
s EI
三、拱桥内力计算
y2ds
H
g
1
1
s EI
dx
1
s EAcos
y2ds
s EI
•由Hg在拱内产生的弯矩、剪力和轴力
N
1 1
Hg
c os
M
1 1
H g ( ys
y1 )
Q
1 1
Hg
s in
三、拱桥内力计算
•桥规规定，下列情况可不考虑弹性压缩的影响
l 30m, f 1/ 3
l
l 20m, f 1/ 4
•等代荷载（换算荷载）加载法
等代荷载是这样一均布荷载K，它所产生的某一量值，与
所给移动荷载产生的该量值的最大值 Smax
相等：
K Smax
是等代荷载K所对应影响线所包围的面积
三、拱桥内力计算
d 相应轴力和剪力为：
轴向力 剪力
拱顶 拱脚
其它截面
N H1
N H1 cos j V sin j
N H1
弹性压缩 拱轴线与压力线不相符产生次内力
拱轴线与压力线不相符 不考虑弹性压缩
1、1）不实考虑腹弹拱性压缩的恒载内力
弹性压缩
实腹式悬链线的拱轴线与压力线重和，恒载作用拱的 任意截面存在轴力，而无弯矩，此时拱中轴力可按以 下公式计算。
大跨度桥梁施工力学理论及分析
大跨度桥梁施工力学理论及分析摘要：施工力学是工程力学的拓展，主要研究结构施工过程中结构的力学表现及其特点。
本文对大跨度桥梁施工力学理论及其应用进行了简要分析，通过本文的研究探讨，希望能为有关于大跨度桥梁施工力学理论方面的研究提供一些参考和借鉴。
关键词：桥梁施工力学；大跨度桥梁；理论体系；力学分析1 引言施工力学是力学学科与土木工程等工程学科结合的产物，其成果将会对全国工程建设以及21 世纪发展产生广泛、深远影响。
它主要研究结构在施工过程中的力学表现，以对施工过程正确地进行结构分析。
在科学技术和经济不断发展的今天，回顾桥梁建设结构的历史，从小跨度、形式简单的桥梁结构，到现在的大跨度、结构复杂的新式桥梁，都体现了科技的不断进步。
伴随着新技术、新工艺、新材料的不断发展，以及关于桥梁方面作用荷载研究的不断深入，人们更加关注桥梁力学问题的研究。
同时，这一系列的问题也推动了我国桥梁力学的发展。
同样，桥梁力学的研究成果也使得桥梁设计施工和桥梁管理水平有了相应的提高。
在技术不断发展的过程中，桥梁建设的发展与力学研究的发展同样表现出了相辅相成的态势，二者互相促进，相互影响。
当然，一系列的桥梁倒塌事故等也告诉人们，理论要和实际密切结合，切不可理论脱离实际。
力学原理在桥梁施工及施工监理的过程中同样非常重要。
2 大跨度桥梁施工力学主要问题及理论分析2.1施工阶段力学计算的不确定性施工阶段力学问题不同于桥梁结构设计的力学计算，它具有一定复杂性和不确定性，主要体现在以下两方面：（1）临时支架力学计算，包括基础条件的不确定性、支架连接的不确定性、支架荷载的不确定性；（2）施工状态的力学计算，包括材料特性的不确定性、结构体系的不确定性、施工荷载的不确定性（横向荷载及偶然荷载的影响）、构造细节特性的不确定性。
2.2 结构体系转换大跨径桥梁施工过程往往存在体系转换问题。
预应力混凝土连续梁、连续刚构或析式组合拱桥，除满堂支架施工外，采用其他施工方法都面临着体系转换这一共同问题，尤其是采用悬臂浇筑或悬臂拼装的多跨大跨度连续结构，都经历最初的静定悬臂刚构状态，然后分阶段合龙为单跨（或多跨）的固端梁、伸臂梁或临时连续刚构等不同体系，最后才合龙为成桥状态的连续梁、连续刚构或析架拱等超静定结构。
大跨度钢结构施工要点分析
大跨度钢结构施工要点分析摘要：现阶段，我国的建筑需要和建筑理念都在更新，出现了许多新型的复杂建筑，许多大型的公共建筑如机场建筑、体育场馆、会展中心等采用大跨度、复杂空间钢结构作为屋盖的结构体系。
现代预应力技术和新型材料的引入丰富了结构空间体形，这些大跨度钢结构建筑造型美观、经济实用、环保节能，是现代建筑的优秀作品。
但因为结构体系的和施工难度的复杂性，该技术的发展遇到极大的挑战，本文对大跨度空间钢结构的施工技术进行分析，寻求最优的建筑技术和施工模式。
关键词：大跨度空间钢结构；施工特点；施工技术引言大跨度钢结构的建筑应用发展迅速，功能的多样化和美学要求引发施工技术的变革，新材料的开发应用、施工设计的创新、施工工艺中新技术的使用、计算机结构动态的控制等，为大跨度钢结构的推广提供了保障，大跨度空间钢结构建筑向高科技领域、机械化迈进。
1.大跨度空间钢结构施工技术的特点1.1现代预应力技术的应用效果明显现代技术和工程实践表明，对工程构件施加预应力可以提高钢材的强度。
预应力技术在索穹顶及张拉结构的使用中效果明显，同时对结构的抗震性有明显的增强，增加构件的耐久性，增加使用寿命。
1.2钢板的厚度和等级要求高大跨度空间钢结构的大跨度和悬臂较大的荷载要求钢材具备足够的强度。
传统建筑中梁体和柱体的应用可以减少同一构件的承受荷载。
大跨度空间钢结构的设计概念是减少梁柱的支撑，利用悬臂承受荷载的同时克服剪力，这就对钢材的强度和刚度提出较高的要求。
2.钢结构新技术2.1 高层钢结构新技术由于高层建筑的性质，在设计结构时，必须严格按照建筑物的高度和设计选择框架、支架等构件。
在高层钢结构新技术中，结构构件采用硬质钢筋混凝土和钢管混凝土。
刚性钢筋混凝土构件不仅刚度高，而且解决了传统钢结构防火性能差的问题，防火性能大大提高。
高层钢结构新技术适用于下部结构或高层建筑。
2.2 空间钢结构技术空间钢结构以钢管为构件节点、网格、网壳、多层变截面网格等。
收缩徐变对高速铁路钢筋混凝土拱桥时变应力影响的概率分析
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大跨连续刚构桥高墩施工稳定性研究
四川建筑 第卷5期 1大跨连续刚构桥高墩施工稳定性研究周 维,杨永清(西南交通大学土木工程学院,四川成都610031) 【摘 要】 针对大跨连续刚构桥高墩稳定性问题,综述了此类问题研究的发展过程。
总结了现今对大跨连续刚构桥高墩稳定性问题的研究成果、研究方法及得出的结论,比较分析了桥梁施工中各荷载工况下桥梁施工的稳定性,讨论了高墩稳定性研究亟待解决的问题。
【关键词】 高墩; 连续刚构桥; 稳定性 【中图分类号】 U4451466 【文献标识码】 A 近年来我国的桥梁建设事业大规模发展,桥梁的研究水平也不断提高。
高墩大跨度预应力混凝土连续刚构桥由于自身适应地形等独特的优势,越来越在桥梁建设中占有重要的地位。
特别是随着我国西部交通建设的迅猛发展,在很多地形复杂的地区需要架设连续刚构桥。
其地形沟深、坡陡、水流急,连续刚构桥的桥墩也就越修越高,墩高在60m 以上的越来越多,桥墩的构造形式也日趋多样。
随着桥梁跨径和墩高的不断增加,所带来的问题也随之出现。
特别是高墩大跨连续刚构桥跨度大、桥墩高、箱梁薄等特点使得结构整体和局部的刚度下降,这就使得大跨连续刚构桥高墩稳定性问题比以往更加需要我们重视起来。
1 高墩稳定性研究发展过程及其影响因素 结构失稳是指结构在外力增加到某一量值时,稳定性平衡状态开始丧失,稍有扰动,结构变形迅速增大,最后使结构遭到破坏。
结构稳定问题有两类:第一类稳定为分支点稳定问题。
即达到临界荷载时,除结构原来的平衡状态理论上仍然可能外,还会出现第二个平衡状态,例如轴心受压的直杆。
第二类稳定是极值点失稳问题,即结构保持一个平衡状态,随着荷载的增加,在应力比较大的区域出现塑性变形,当荷载达到一定数值时,即使不再增加,结构变形也自行迅速增大而致使结构破坏。
从力学分析角度看,分析结构第二类稳定性,就是通过不断求解计入几何非线性和材料非线性的结构平衡方程,寻求结构极限荷载的过程。
对于第一类稳定问题,现今大量研究所采用的方法是基于能量变分原理的近似法,如R itz 法,而有限元法可以看作为R itz 法的一种特殊形式。
大跨度钢管混凝土拱桥徐变性能研究
（ 东 省 公路 勘 察规 划 设计 院有 限 公 司 ， 东 广 州 ５ ０ ３ ） 广 广 量 法 ， 章 建 立 了有 限元 模 型 ， 算 分析 了大跨 度 钢 管混 凝 土拱 桥 徐 变 对 结 构 位 移 、 基 文 计 内力 重
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１ 工程 概 况
大 量 的 研 究 表 明 ．钢 管 混 凝 土 拱 桥 徐 变 对 结 构 影 响
有效 弹 性 模 量 法 计 算 公式 推 导 如 下 ：
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影 响 ， 果 表 明 ， 于 混 凝 土 收 缩 徐 变 （ 间 效 应 ） 影 结 由 时 的 响． ３年 的 时 问 使 拱 项 挠 度 增 加 ３ ％ ， 管 应 力 增 加 ３ ％ ７ 钢 ９
分 布 以及 动 力特 性 的 影 响 。
关 键词 ： 管 混 凝 土 拱桥 ； 变 ； 效 弹 性模 量 法 钢 徐 有 中 图分 类号 ： ４ ８２ Ｕ４ ． ２ 文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ：０６ ８３ （００）５ ０２ — ４ １０ — ９７ ２ １ ０ － ０７ ０
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大跨度镶嵌碎裂结构隧道稳定性分析及施工
参 从 现场 操 动带 的厚 度 会 随 时 间 的推 移 而 逐 步 增 大 ， 因此 为 了 防 止 这类 围 岩 外部 多 位 专 家 ， 照 同类 型 隧道 施 工 经 验 ， 施 工 安全 性 、 作性考虑 ： 上台阶划分高度 ４ ５ｍ， ． 中台阶划分高度 ２２ｍ， ． 下台阶 变形 、 坏 的过 度 发 展 ， 须 及 时采 取 加 固措 施 。 破 必 ． ３ 扁 平状大 跨 度 、 断 面镶 嵌 碎 裂 结构 石 灰 岩 质公 路 划分 高 度 ４ ３ｍ。 大 ４ ２ 初 期 支 护 ． 隧道工程 特点 大 南 山 隧道 具 有 扁 平 的 拱形 结 构 ， 断面 见 图 １ 其 。
大 跨度 镶 嵌 碎 裂 结构 隧 道 稳 定 性 分析 及施 工
陈 红
摘 要 ： 合 扁 平 状 大跨 度 、 断 面镶 嵌 碎 裂 结 构 石 灰 岩 质 隧 道 的 工 程 地 质 特 点 ， 其 围岩 稳 定 性 进 行 了分 析 ， 析 了镶 结 大 对 剖
嵌碎 裂结构石 灰岩 对大跨度 、 大断 面隧道开挖 和支护的影响作 用， 出了相应 的施 工措施和 方案 ， 提 确保 了隧道 “ 安全 、 有
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ＣＣ Ｒ Ｐ合理裂缝形 式 ， 理 的裂缝 形 式是 避 免 冲断 的必要 条 件。 合 国外对 冲断数进 行 了预 估 ， 断与混 凝 土板 厚 、 冲 配筋 率 、 层 类 基 型、 施工及荷载有关 ， 说明合理 裂缝 间距 只是不冲断的前提 条件 。
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大跨度结构安全隐患排查
大跨度结构安全隐患排查第一部分：大跨度结构的定义和特点大跨度结构是指跨度超过一定长度的建筑结构，通常指的是梁、板或壳等结构的跨度大于等于30m的建筑结构。
大跨度结构具有以下特点：1. 结构复杂。
由于跨度较大，大跨度结构常常需要采用复杂的结构形式和工艺方法，如悬索桥、钢桁梁桥、拱桥等。
这些结构形式具有特殊的荷载传递方式和变形特性，需要特殊的设计和施工技术。
2. 荷载复杂。
大跨度结构通常承载着复杂的荷载，包括自重、活载、风载、地震作用等。
这些荷载对结构的安全性和稳定性提出了更高的要求，需要进行详细的荷载计算和结构分析。
3. 材料和构件要求高。
由于跨度较大，大跨度结构的材料和构件需要具有更高的强度、刚度和稳定性。
如悬索桥的钢索、桁架桥的桁梁、拱桥的拱肋等都需要经过严格的质量控制和检验。
4. 施工难度大。
大跨度结构的施工难度较大，涉及到大型吊装、高空作业、深基坑开挖等工程技术难题，需要严密的施工计划和安全管理措施。
由于以上特点，大跨度结构的安全隐患排查具有特殊的复杂性和重要性，需要进行全面、系统的排查和评估。
第二部分：安全隐患排查的重要性大跨度结构的安全隐患排查是保障结构安全的重要环节，具有以下重要性：1. 保障人民群众的生命财产安全。
大跨度结构通常承载着重要的交通和工程载荷，如桥梁、大跨度建筑等。
一旦发生结构安全事故，将对周围的人员和财产造成严重的危害。
因此，通过安全隐患排查，及时发现并消除潜在的安全风险，对于保障人民群众的生命财产安全具有重要意义。
2. 保障工程质量和使用性能。
大跨度结构通常具有长期使用的要求，如桥梁的使用寿命一般达到50年以上。
通过安全隐患排查，可以及时发现结构缺陷和隐患部位，采取适当的修复和加固措施，确保结构的长期安全使用。
3. 保障国家重大工程的安全。
大跨度结构往往是国家重点工程项目，如大型跨海大桥、高速铁路桥梁等。
通过安全隐患排查，可以及时发现工程质量问题和安全隐患，保障国家重大工程的安全和可持续发展。