青藏高原地区钢管混凝土拱桥大温差温度效应

为研究青藏高原地区大温差对在该地区修建的钢管混凝土拱桥的影响, 以川藏铁路拉林段藏木雅鲁藏布江特大桥为与研究对象, 进行足尺寸钢管混凝土构件温度分布监测试验, 以此验证有限元法计算的可行性, 并以此对藏木雅鲁藏布江特大桥在桥址处大温差作用下的温度场及温度效应进行研究。结果表明: 有限元法针对钢管混凝土结构的对流换热及热传导计算具有较好的适用性; 青藏高原地区冬季气温作用下钢管混凝土拱肋截面沿径向、环向产生的拉应力达到抗拉强度设计值的55%, 二者粘结截面产生的拉 应力达0. 7 MPa, 达二者粘结强度的80%, 极易导致脱粘现象的发生; 钢管混凝土拱桥在较大的年温差作用下拱脚上弦混凝土产生较大的拉应力, 且降温温差作用下混凝土拉应力问题尤为突出。     

上承式钢管混凝土桁拱温度作用取值与温度效应分析

为研究钢管混凝土拱桥的温度作用取值和温度作用效应,以一座上承式钢管混凝土桁拱为工程背景,应用通用有限元程序ANSYS结合气象资料,对温度作用取值(合拢温度、有效温度)进行了计算分析,在此基础上,分析了温度变化对拱脚实腹段应力的影响,并对该桥合拢温度的合理取值进行了探讨。分析表明:拱肋的合拢温度值比月平均气温高出2℃左右,最低有效温度比日平均最低温度值低5℃左右,最高有效温度比日平均最高温度值高6℃左右;从降低温度作用产生的效应方面考虑,拱肋的合拢时间应选择在月平均温度接近于年平均温度的时段;腹杆的温度变化对拱脚的应力影响较小,由于拱脚实腹段的构造与腹杆的构造不同,实腹段温度变化对拱脚的应力有较大的影响。     

钢管混凝土系杆拱桥温度应力的数值模拟分析

采用通用软件ANSYS计算钢管混凝土系杆拱桥拱肋结构各控制截面在温度荷载作用下的内力与应力值，并通过改变矢跨比和拱轴系数将不同设计参数情况下的温度应力进行了对比。研究表明，钢管混凝土拱桥矢跨比和拱轴系数的变化对结构体系温差引起的拱顶截面轴力和弯矩的影响相当显著，而对1／4跨和拱脚各截面轴力和弯矩的影响则较小。     

基于新规范的哑铃型拱肋徐变效应分析

针对钢管混凝土拱桥由于钢管内混凝土徐变导致的拱肋下挠和截面应力重分布问题,基于《公路钢管混凝土拱桥设计规范》(JTG-T D65-2015),考虑哑铃型拱肋截面的截面特性,计算新规范下的徐变系数,通过对一座152米钢管混凝土拱桥建立全桥的有限元模型,并与按原JTG D62-2004路桥规范中的徐变系数计算所得出的结果进行对比分析。结果表明:针对钢管混凝土的JTG-T D65-2015规范的徐变系数比针对普通钢筋混凝土的JTG D62-2004规范的徐变系数小。按JTG-T D65-2015规范计算的由徐变引起的拱肋下挠值比按JTG D62-2004规范计算所得值小10%左右,徐变引起钢管截面应力增大和混凝土截面应力减小,按JTG-T D65-2015规范计算得到的钢管应力增大值比按JTG D62-2004规范计算所得到的值小10%-15%左右。     

钢管混凝土哑铃型截面计算模式分析

针对钢管混凝土哑铃型截面的构造特点,视截面中的钢管、管内混凝土、腹板以及腹腔内混凝土为普通空间梁单元,利用平截面假定和主从节点形成的转换矩阵,将各个普通空间梁单元集合成空间组合梁单元.应用Fortran语言编制了钢管混凝土哑铃型截面拱计算程序.算例结果表明,钢管混凝土哑铃型截面拱肋中钢管及管内混凝土主要承受轴向力,弯矩很小.进一步提出用于哑铃型截面上下肢钢管混凝土轴向力计算的格构柱法修正公式,修正后的计算结果与算例吻合良好.     

大跨度钢管拱吊装中温度荷载效应分析及应用

为研究支井河大桥钢管拱安装过程中温度荷载对拱肋的影响规律,运用ANSYS软件的参数设计语言APDL建立空间有限元模型,对多种温度变化工况和实测温度分布工况进行计算分析和比较研究。该方法综合考虑扣索温度和拱肋构件的非线性温差,根据等效线性化原则把非线性温差等效为线性温差,建立有限元模型并求解。分析结果表明,日照作用下的非线性温差是影响拱肋安装精度的主要原因,并且揭示了拱肋在日照温差影响下引起拱肋状态变化的规律,为拱肋吊装的施工控制提供参考。     

复合胶凝材料钢管混凝土拱肋水化过程截面温度场试验及数值模拟分析

针对复合胶凝材料钢管混凝土拱肋水化过程,对混凝土水化热作用下的钢管拱肋截面温度场进行了连续试验观测,以热传导理论结合有限元方法建立了钢管混凝土水化热分析模型,并进行了数值模拟分析。研究考虑了初始条件下水泥水化热的计算模型,并讨论了钢管厚度、管径等参数对钢管混凝土拱肋成型过程截面温度特性的影响。结果表明,对于复合胶凝材料钢管混凝土水化热的计算模型采用双曲线函数式较为合理;钢管拱壁厚对其截面温度场的影响较小,最大差值在2～3℃,而管径的大小对其影响较大,最大差值达20℃。     

基于ANSYS的钢管混凝土拱桥收缩徐变分析

在采用大型通用有限元程序对钢管混凝土拱桥建立空间模型，准确地模拟桥梁的施工加载过程，计算其拱肋混凝土的收缩徐变量值，对钢管拱肋截面的应力重分布现象的研究过程中。发现混凝土收缩徐变对钢管混凝土拱桥结构体系的全截面轴力基本上无影响，但对结构的全截面弯矩有较大的影响。由于混凝土收缩徐变产生的截面应力重分布使钢与混凝土之间的内力与应力发生了明显改变，引起钢管应力增加，混凝土应力减小，拱顶截面混凝土承受的弯矩显著增加。这一现象应引起工程界的足够重视。     

小偏心受压型钢混凝土柱的承载力计算

基于极限状态时截面的应力分布和受力模型,本文提出了包含型钢和混凝土应变比βａ的实腹式型钢混凝土（ＳＲＣ）小偏心受压柱正截面承载力计算方法．     

大跨度钢管拱施工阶段仿真分析

随着我国大跨度连续梁拱组合桥的不断增多，钢管拱施工质量对成桥阶段和运营阶段的结构有着重要影响，研究钢管拱在施工过程中的力学行为是非常有必要的.本文利用ABAQUS有限元分析软件创建钢管拱不同施工阶段，分析钢管拱在各个施工阶段中受力、变形等力学特征.计算结果表明：在钢管拱施工阶段，要重点关注钢管拱拱脚处应力状态，在钢管拱拼装完成后，支架位置处拱顶和拱底分别承受拉应力和压应力.钢管拱支架拆除后，在索力值1 074.4 kN作用下，整个钢管拱处于受压状态且拱底的受压程度大于拱顶.在钢管拱整体纵移过程中，钢管拱的应力在-12.49～11.10 MPa之间变化，由于拱脚处临时拉索的作用，在该位置处有最大压应力.在成桥施工阶段中，钢管拱的拱顶受压程度由拱中心向两侧减小，拱底受压程度由拱脚向拱中心减小，经过有限软件分析计算，钢管拱的应力、线形均满足规范要求.