钢管混凝土肋拱面内受力全过程有限元分析

本文编制了考虑几何与材料双重非线性的钢管混凝土肋拱面内受力的有限元程序。材料非线性应用合成法钢管混凝土本构关系。计算结果与试验结构比较表明,该程序能够反映钢管混凝土肋拱受力全过程的基本特性,但在受力的后期有一定的误差,表明钢管混凝土肋拱中的材料本构关系有其自身的特点。     

大跨度拱几何非线性分析的新方法

本文研究了大跨度拱的几何非线性问题，利用几何非线性理论与样条函数方法结合起来，提出了大跨度拱几何非线性分析的新方法。利用这个方法分析大跨度拱几何非线性问题，不仅计算简便，而且精度高，比有限元法优越。     

某中承式钢管混凝土桁式拱肋节点疲劳开裂分析

为了分析某中承式钢管混凝土桁式拱肋节点疲劳开裂的原因,运用有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥模型进行有限元分析。分别研究了不同车辆荷载和不同拱肋节点几何参数情况下拱肋节点应力幅的变化,进而分析了车辆超载和车辆中、偏载布置对拱肋节点应力幅的影响,并讨论了拱肋节点几何参数变化对拱肋节点应力幅的影响。研究表明,当车辆荷载超载30%、50%、100%和150%时拱肋节点应力幅基本呈线性增大,应力幅最大值达155 MPa。BS5400疲劳车辆荷载作用下拱肋节点应力幅最大,中国550 k N车辆荷载偏载作用下拱肋节点应力幅为中载1.2倍。超载和偏载分别是造成该钢管混凝土桁式拱桥拱肋节点出现疲劳开裂和疲劳裂缝分布不对称的主要原因。节点应力幅随弦杆和腹杆间壁厚比的增大而减小,而随弦杆和腹杆间管径比、弦杆径厚比和腹杆径厚比的增大表现为先增大后减小的趋势。     

钢管混凝土肋拱的横向稳定性分析

本文研究了钢管混凝土双肋拱系的横向稳定性问题，将控制位移法用于拱式体系的几何非线性有限元稳定分析，并编制了相应的空间有限元稳定性分析程序ＡＲ－ＳＴ。为验证理论分析的正确性，分别做了钢管混凝土Ｘ型双肋拱和钢管混凝土平行双肋拱的模型试验，程序计算结果与试验结果较为符合。     

钢管混凝土肋拱面内受力全过程试验研究

本文进行了两根钢管混凝土单圆管肋拱面内全过程试验。试验结果表明,钢管混凝 土肋拱具有较好的弹塑性性能和较高的承载能力。本文介绍了试验的情况,分析了模型肋拱 面内受力全过程的性能,并初步探讨了其面内极限承载力的简化计算方法。     

钢管拱混凝土灌注施工技术探讨

近年来,钢管混凝土拱桥以充分发挥材料性能、强度高、施工方便、造型美观等优点,被广泛采用。本文结合工程实际,就钢管拱混凝土灌注施工技术作一些探讨。     

浅谈某大桥钢管拱肋混凝土施工

本文以某大桥为例阐述了钢管拱肋的混凝土压注旋工是能否体现设计目标——混凝土与钢管良好联合的关键工序。除了混凝土对钢材的粘着力外还存在着钢管对管内混凝土强有力的约束,这种三维的约束使得管内混凝土的受力性能大幅度改善,能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点,同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲、变形的缺点。     

钢管混凝土(单圆管)单肋拱空间受力试验研究

进行了钢管混凝土(单圆管)单肋拱空间受力全过程的试验研究.研究表明,在面内和面外荷载共同作用下,面内的受力性能对初始缺陷的敏感性要大于面外受力;面外变形是钢管混凝土单肋拱极限承载能力的主要控制因素;与面内受力相反,空间受力时,几何非线性成为钢管混凝土拱的非线性性能与极限承载力的主要影响因素,材料非线性降为次要的影响因素.对应用通用程序进行钢管混凝土拱空间受力双重非线性有限元分析进行了探讨.     

定长扣索法安装拱桁架节段控制索力计算

钢管混凝土拱桥拱桁架节段安装常采用无支架缆索吊装斜拉扣挂法,计算的扣索控制索力值关系到节段标高控制和扣索数目的确定,本文在总结现有斜拉挂法施工的基础上,提出定长扣索施工法,大大缩短了拱桁架节段安装过程,关键在于控制索力的计算。     

钢管混凝土哑铃形截面拱空间受力性能试验研究

进行了钢管混凝土哑铃形拱的面外受力性能试验,与钢管混凝土单圆管拱的面外试验进行了对比,采用经试验验证的有限元模型进行了面外极限承载力的参数分析。研究结果表明：模型拱面内以受压为主,而面外则是以跨中受面外弯矩为主,模型拱最后发生了整体面外失稳破坏,破坏时在跨中与拱脚截面材料进入塑性;模型拱的受力状态中,面外弯矩所占比重最大,约为71%~78%;其面外极限承载力小于面内极限承载力,下降的幅度与面内外荷载比、面外刚度以及截面类型有关;腹腔高度和宽度的增大引起哑铃形截面刚度和极限承载力增大,腹腔高度增大33%或宽度增大50%,模型拱的面外承载力增加约11%~17%或10%~14%;钢管混凝土哑铃形截面拱面外承载力计算方法的构筑中面外抗弯刚度是决定性参数,同时要综合考虑面内抗弯刚度和抗扭刚度的影响;而分支屈曲荷载与极限承载力的比值分析表明,实际工程中钢管混凝土哑铃形截面拱面外屈曲系数大于4是有安全保障的。     

钢管混凝土标准桁肋拱面外弹性稳定分析

以面外失稳的主要影响因素作为构造参数,对已建的钢管混凝土桁拱进行统计分析,构建一虚拟拱,然后参照实际桥例,建立了既有典型意义、又符合工程实际的标准拱.以标准拱为对象,进行面外弹性稳定性的参数分析.结果表明：钢管混凝土桁拱面外稳定性随着拱桥宽跨比增加而增大;拱顶横撑形式对面外稳定性影响较小;其他横撑影响较大,其有利作用从大到小依次为X 型与米字型、K 型和一字型;拱肋间横撑的疏密程度(拱肋的自由长度)影响较大;桁拱的弹性稳定系数随着矢跨比f/L 的增大呈现先增大后较小的趋势,在f/L=0.2~0.25时达到峰值;面外长细比越大面外稳定性越差,面外长细比在80~140区间影响较大,在140~220区间影响减弱.最后,对应用特征值求解拱的面外弹性分支计算方法进行了讨论.结果表明：计算时应以拱所受压力最大的荷载工况,且该方法的计算结果不能有效反映几何初始缺陷和横向力对结构真实的面外失稳破坏的影响.     

钢管混凝土拱空间高效双非线性有限元分析

大跨度钢管混凝土空间桁架拱桥的复杂造型使得有限元分析极为特殊,对非线性分析方法的计算精度和效率提出更高要求。采用共旋坐标法,根据共旋坐标系下应变与消除刚体位移后的变形呈线性关系的特点,利用虚功原理无需迭代就能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,再基于场一致性原则导出结构坐标系下考虑几何与材料双重非线性的切线刚度矩阵,从而建立钢管混凝土拱空间高效非线性分析方法。编制了相应的程序,对钢管混凝土模型拱的面内与面外受力进行了计算分析,结果表明在计算精度和效率上是比较满意的。     

钢管桁架拱平面内失稳与破坏机理的数值研究

对两铰圆弧形钢管桁架拱的弹性及弹塑性失稳机理及承载性能进行了深入研究,考虑了全跨和半跨水平均布荷载、跨中及1/4跨集中荷载等多种类型的荷载效应。分析了钢管桁架拱在不同荷载作用下的失稳破坏机理,指出其会发生整体失稳、弦杆局部失稳、腹杆局部失稳以及局部与整体的相关失稳等多种破坏模式。考察了矢跨比、腹杆尺寸、腹杆夹角和截面宽高比等不同参数对钢管桁架拱稳定承载力的影响,为桁架拱稳定设计方法的建立奠定了重要基础。     

考虑火灾全过程的钢管混凝土平面框架受力性能分析

为系统研究钢管混凝土结构的抗火性能,在合理选取钢管与混凝土热力本构模型以及边界条件等基础上,基于ABAQUS软件建立了钢管混凝土柱-组合梁平面框架的热传分析模型和考虑火灾全过程作用的热力耦合数值模型,并与已有试验数据对比验证。在此基础上进行了考虑升降温与外荷载共同作用下框架水平荷载(P)-水平位移(Δ)曲线计算和参数分析,火灾升降温曲线选取ISO-834标准曲线。结果表明:由于火灾作用使得框架的水平极限承载力和初始刚度均有所降低,柱顶轴向压缩量在火灾降温过程中有所减小;柱火灾荷载比、防火保护层厚度以及柱长细比对框架P-Δ曲线形状影响较显著。     

钢管混凝土拱在城市特宽桥中的应用

本文对城市特宽桥问题进行了研究,论述了城市特宽桥的特点和目前所处的现状,提出了用仿巴塞罗那跨线桥的钢管混凝土拱体系来解决特宽桥问题的方案。     

钢管混凝土柱节点的研究和应用现状综述

本文介绍了当前几种较主要的钢管混凝土柱节点的构造形式、工作机理、力学性能和优缺点，并结合当前工程建设中的实际情况，对ＣＦＳＴ柱节点的应用现状和研究情况进行综合评述，并提出设计建议。     

方钢管混凝土柱节点的试验研究及非线性有限元分析

基于方钢管混凝土柱内隔板式节点及外加强环式节点的低周反复荷载试验,在合理选择材料本构关系、破坏准则的基础上,采用通用有限元软件ANSYS对方钢管混凝土柱内隔板式节点和外加强环式节点进行了单调加载及循环加载作用下的受力性能分析。有限元分析得出的荷载-位移曲线及剪力-剪切变形曲线与试验结果吻合较好。在此基础上对外加强环式节点进行了参数分析,研究了方钢管混凝土柱的轴压比、宽厚比、核心混凝土强度及混凝土楼板高度对节点受力性能的影响,结果表明轴压比、宽厚比的影响较大。     

钢加强环钢管混凝土梁柱节点试验研究

本文介绍了4个钢加强环钢管混凝土柱节点的模型试验，主要的试验结果为柱节点的设计提供了依据。     

钢管混凝土梁柱加强环螺栓节点受力性能优化研究

为研究具有不同构造形式的加强环螺栓连接节点的力学性能,基于圆钢管混凝土柱-钢梁外加强环螺栓连接节点单调加载试验结果,采用合适的混凝土与钢材本构模型,通过ABAQUS建立该类节点的三维精细化有限元分析模型;对比分析试验和模型的受力特征和破坏形式,验证了数值模型的可靠性;与加强环焊接刚接节点对比,通过对不同构造措施下的加强环螺栓连接节点进行数值模拟,分析结果表明:加强环上采用4排螺栓并加设腹板加劲肋和环板加劲肋的加强环螺栓连接节点可达到全焊加强环刚接节点的初始刚度和抗弯承载力。     

节点区柱钢管不连通式钢管混凝土柱-梁节点轴压承载力

对节点区柱钢管不连通式钢管混凝土柱-梁节点在轴压下节点核心区的受力特点进行了分析,指出主要的影响因素为混凝土强度、节点横截面面积与钢管面积的比值、节点环筋的数量、节点高度。在局部承压理论的基础上,根据约束混凝土理论,提出多重箍筋对内核混凝土的约束力逐重叠加的思想,并引入节点高度影响系数,建立该种节点轴压承载力计算公式。计算结果与试验结果比较,两者吻合良好。