大跨度钢管混凝土双肋拱桥侧倾稳定性研究

根据径向荷载作用下双肋组拼圆弧拱的几何方程、物理方程,考虑结构的总体变形能和构件的局部变形能,利用最小势能原理推导拱桥结构在竖向均布荷载作用下的侧倾稳定临界力的近似解析解,讨论了横撑设置、横撑刚度等因素对稳定性的影响.结合六座大跨度钢管混凝土双肋拱桥在施工阶段和营运阶段的稳定性有限元分析结果,探讨了横撑形式与类型对双肋拱桥的稳定系数和失稳模态的影响规律,对该类桥梁的横撑设置提出了参考建议.     

大跨度钢管混凝土拱桥非线性稳定性分析

介绍了同时考虑材料非线性和几何非线性的钢管混凝土拱桥稳定性分析方法，并采用该方法对南浦大桥的稳定性进行了分析．结果表明：几何非线性对该桥稳定性影响较小，而材料非线性对该桥稳定性影响较大．提出在分析钢管混凝土拱桥的稳定性时，可不考虑几何非线性的影响，但材料非线性的影响不容忽略的结论．     

单向荷载作用下钢管混凝土拱桥的稳定性

钢管混凝土拱桥在我国有了较快的发展，它有桥型美观，跨度大的特点，其失稳形态多为面外半波失稳。本分析了在水平荷载作用下，不同横向连续系对大桥稳定性的影响。     

横撑布置对六管拱肋钢管混凝土拱桥动力和稳定性的影响

根据国内已建成的钢管混凝土拱桥,构造了跨径为400m的六管拱肋钢管混凝土拱桥,运用通用有限元分析软件ANSYS建立空间有限元计算模型,分8种工况计算了该桥的动力特性和稳定安全系数,对比分析了横撑的位置、形式及数量等因素对这类型桥梁结构的动力性能和稳定性能的影响．计算结果表明,大跨度钢管混凝土拱桥的拱脚和拱顶必须设置横向联系,拱脚横撑对面内基频的影响不大,对面外基频和结构稳定性影响大,而拱顶横撑对面外基频、面内竖弯基频以及稳定性影响不大,但对扭转基频影响显著,另外,“K”撑对动力和稳定性能的影响比“米”撑显著,建议在不改变横撑数量的情况下优先采用“K”撑。     

大跨中承式钢管混凝土拱桥的横撑布置

对大跨中承式钢管混凝土拱桥常用的X撑及米字撑的合理间距进行了探讨。鉴于结构自振频率、振型及弹性稳定系数的求解均可转化为源自结构动力平衡方程的特征值问题,先以结构基频及弹性稳定系数为衡量标准,对一座360 m跨的中承式钢管混凝土拱桥可能的米字撑及X撑布置方案进行了分析对比,并据此提出了X撑及米字撑的合理间距。按照布撑区域相等、横撑体系材料用量相近的原则,提出4个布撑方案,并分别进行了极限承载能力分析。结果表明,结合模态分析及弹性稳定性分析确定结构参数的方法可行;对于本文的360 m跨的中承式钢管混凝土拱桥,采用X撑即可满足刚度要求,且能获得更为轻巧的视觉效果。     

大跨度钢管混凝土拱桥非线性稳定性分析

介绍了同时考虑材料非线性和几何非线性的钢管混凝土拱桥稳定性分析方法,并采用该方法对南浦大桥的稳定性进行了分析.结果表明:几何非线性对该桥稳定性影响较小,而材料非线性对该桥稳定性影响较大.提出在分析钢管混凝土拱桥的稳定性时,可不考虑几何非线性的影响,但材料非线性的影响不容忽略的结论.     

钢管混凝土拱桥抗震研究进展

结合几座钢管混凝土拱桥的动力测试和有限元动力计算结果,分析了钢管混凝土拱桥的自振频率、振型及阻尼等动力特性,论述了钢管混凝土拱桥地震响应的特点,并对今后钢管混凝土拱桥的抗震性能研究提出建议.     

非线性分析在中承式钢管混凝土拱桥稳定性上的应用

当桥的宽跨比较小时，中承式钢管混凝土拱桥拱肋的横向稳定是桥粱安全性的关键，文中通过介绍淳安南浦大桥非线性分析结果，说明材料非线性对钢管混凝土拱桥稳定性的影响较大。     

钢管混凝土拱桥安全性智能评价系统研究

依据层次分析法的基本思想，建立了完整的大跨度钢管混凝土拱桥安全性评价模型及其指标体系，并引入模糊理论和神经网络技术建立了大跨度钢管混凝土拱桥安全性智能评价系统。通过实际工程检验，评价结果直观简单，较好的反映了在役桥梁结构的安全性状况，证明该评价系统的可行性与实用性。     

大跨中承式钢管混凝土拱桥的自振特性及稳定性

对一大跨中承式钢管混凝土拱桥分别进行了自振特性分析及稳定性分析,研究了设计荷载、拱肋矢跨比、拱面内倾角对大跨中承式钢管混凝土拱桥自振特性、弹性稳定性及弹塑性稳定性的影响。研究表明,降低拱肋矢跨比或将拱面内倾均可有效改善大跨钢管混凝土拱桥的横向面外刚度,提高结构的面外振动频率,并使结构稳定性呈现不同的变化规律。综合考虑自振特性及弹性稳定性两种分析结果比单纯依靠自振特性分析结果评价结构参数取值更合理。本文讨论的360m跨度中承式钢管混凝土拱桥矢跨比宜在1/4附近取值,拱面内倾角度不宜超过10°。     

基于神经网络的钢管混凝土拱桥可靠度计算

由于在大型复杂结构可靠度分析时存在的功能函数不能显式表达,因此采用基于神经网络的响应面法来研究大跨度钢管混凝土拱桥结构的可靠度.运用均匀设计方法确定试验样本点,进行确定性有限元分析,通过获得的训练样本进行神经网络训练,确定神经网络的结构和参数,并结合常规的可靠度分析方法在神经网络响应面上进行可靠度分析.计算结果表明,引入了均匀设计方法的神经网络可以很好地模拟复杂结构的真实响应,该方法运用于大跨度钢管混凝土拱桥结构的可靠度分析是可行的,且具有较高的效率和精度.     

配筋圆钢管混凝土梁受弯力学性能的试验研究

为了明确混凝土强度、钢管的宽厚比、钢筋配置、加强肋等主要实验参数对配筋圆钢管混凝土梁的弯曲承载力和延性等力学性能的影响，对包括中空钢管梁，圆钢管混凝土梁及配筋圆钢管混凝土梁在内共24个试件进行了纯弯试验研究.结果表明，在充填混凝土中配置钢筋可以有效地抑制弹性区域初期阶段弯曲裂缝的产生，并防止塑性区域贯通截面的弯剪破坏，大幅度改善了RCFT梁的弯曲承载力和延性等力学性能.     

钢管混凝土拱极限承载力分析的共旋坐标法

为提高钢管混凝土拱极限承载力分析的精度和效率,基于共旋坐标法建立了考虑材料和几何非线性的钢管混凝土拱数值分析模型．首先基于共旋坐标系下应变和消除刚体位移后的变形为线性关系,利用虚功原理无须迭代就可直接计算出该坐标系下完全粘结钢管混凝土梁单元考虑材料非线性的切线刚度矩阵,再通过结构坐标系与共旋坐标系下节点力之间及节点位移之间的总量关系及微分导出的增量关系,最终获得其在结构坐标系中考虑几何与材料双非线性的切线刚度矩阵,不平衡力完全是基于全量来计算.算例结果表明,该算法具有减少计算量、不累积误差和精度高等优点．     

方钢管混凝土梁受弯力学性能的试验研究

介绍了包括中空钢管梁，素混凝土锟管梁及配筋混凝土钢管梁在内共18个试件的纯弯试验.主要试验参数包括混凝土强度、钢管的宽厚比、钢筋配置等.讨论了各种试验参数对极限承载力和延性等力学性能的影响，并陈述了RCFT梁优于CFT梁之处.结果表明，在梁的受拉区配筋可以提高梁的极限承载力，并且可以避免核心混凝土的剪切破坏.与CFT梁相比，RCFT梁的强度、刚度和延性得到改善，对工程有很大意义.     

钢管混凝土拱面外稳定的可靠度与灵敏度分析

为研究不确定性对钢管混凝土(concrete filled steel tubular,CFST)拱面外稳定承载能力的影响,建立了面外失稳的极限状态函数.利用有限元软件ABAQUS,分别考虑和不考虑非线性影响计算了CFST拱的极限承载力和临界力;基于一次可靠度方法(first order reliability method,FORM),通过MATLAB自编程和有限元软件的协同工作得到了可靠指标随初始荷载的变化曲线以及随机变量的灵敏度指标.对比分析表明:CFST拱的面外稳定承载力介于临界力和极限承载力之间,且临界力为上限值;不同随机变量对可靠指标的灵敏度差异明显,其中几何尺寸的影响较大,弹性模量次之,材料强度的影响较小,而初始几何缺陷在规范规定的限值以内时,影响最小;然而,随着横向力的增加,材料强度的灵敏度指标逐渐增大,而弹性模量的灵敏度指标逐渐减小.     

方钢管混凝土基本构件承载力设计方法

简要介绍了中国GJB、美国LRFD、日本AIJ和欧洲EC4规范中有关方钢管混弹簧土基本构件的设计方法,并将以上方法的计算结果和收集到的大量试验结果进行了分析对比,其中包括158个轴压、15个纯弯及147个压弯构件,结果表明,各设计规范均能较好地估算构件的承载力,但LRFD、AIJ和EC4的计算结果整体上偏于安全,GJB的计算结果则和试验结果较为一致,能较好反映构件的实际承载力。     

钢管混凝土柱耐火极限的计算分析

利用有限元方法,在时间域上对火灾下钢管混凝土柱力学性能进行了全过程分析,考虑了火灾作用时间对构件的损伤累积作用,并编制非线性有限元程序NFACFST.利用该程序计算了ISO-834标准升温曲线作用下钢管混凝土柱的耐火极限tR,与以往国内外试验结果进行比较,二者符合较好.在此基础上,对圆形和矩形钢管混凝土柱耐火极限进行了参数分析,选用的参数包括轴压比n、截面边长D、含钢率α、长细比λ等.本文提供的火灾作用下钢管混凝土柱全过程分析方法,可为更合理地进行钢管混凝土柱的抗火设计提供参考.