斜拉拱组合桥静力性能及参数分析

以我国已建成的主跨为400米的世界第一座斜拉拱组合桥梁——湘潭市湘江四大桥为例,运用平面杆系分析系统,与普通拱桥对比了在恒载作用下的内力、挠度计算结果,分析了主要参数对斜拉拱组合桥受力的影响．结果表明,与普通拱桥相比,合理的设计斜拉拱组合桥中斜拉索的参数,能够降低整个拱肋的轴力,明显减小拱脚的负弯矩和剪力．因此斜拉拱组合桥不仅造型新颖美观,更重要的是拱肋轴力可调,该拱桥桥型有利于向大跨度方向发展．     

初始应力对钢管混凝土拱桥面内极限承载能力的影响

通过引入存在初始应力的钢管混凝土本构关系,研究了初始应力对钢管混凝土拱桥面内极限承载能力的影响．编制了能同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元程序,并用此程序计算得出了无初始应力和存在初始应力情况下拱结构的荷载-位移曲线．结果表明初始应力对钢管混凝土拱桥的面内极限荷载值的大小影响较小,但对拱的变形影响较大,初始应力的存在增加了拱结构的塑性性能．可为进一步研究初始应力对钢管混凝土拱桥受力性能的影响提供参考．     

龙塘河水库沱江倒虹吸管工程施工工艺

龙塘河水库沱江倒虹吸管采用斜拉组合拱桥式施工工艺,效果良好,文章对整个钢管拱的施工特点、施工方案、监控措施进行了介绍,特别是斜拉组合拱桥斜拉索施工的详细工序,可为同类工程提供参考。     

横撑对斜拉拱桥稳定性的影响

采用有限元法分析了横撑对斜拉钢管混凝土拱桥整体稳定性的影响.以湘潭市湘江四大桥为例,采用线弹性特征值稳定的分析方法,探讨了横撑布置位置、布置形式以及横撑刚度对斜拉拱桥稳定性的影响.结果表明,横撑对斜拉拱桥稳定性的影响体现了和一般钢管混凝土拱桥相同的性质,对结构稳定性影响最大的是桥面上3/8处的K字撑.增加横撑的数量比增加横向刚度更能提高稳定性,在同等数量的横撑下,增加横撑刚度才能起比较大的作用.横撑刚度增大,稳定性提高;刚度减小,稳定性降低,因此,采取增大横撑弦管尺寸或者改变材料特性来提高横撑刚度的方法提高稳定性,效果不明显.     

实体——梁单元法中弹塑性切线刚度矩阵的推导

本文是在文献[1]提出钢管混凝土拱桥计算的实体—梁单元法的基础上,详细地推导了该法的弹塑性切线刚度矩阵,在此基础之上编写了钢管混凝土拱桥考虑材料非线性的极限承载力计算程序SYCFST,该程序得到了算例试验模型拱的验证。从而证明该推导是正确的。     

湘潭湘江四大桥模型试验的加载方法研究

基于ANSYS软件建立了湘潭湘江四大桥有限元模型,通过有限元理论分析研究了桁架式拱肋组合受力特点,提出了关于桁架拱肋拱桥活载试验的一种活载加载方法.该方法将拱肋实腹段(拱脚)断面与桁架段断面分别按弯矩影响线与应力影响线布置活载.然后分别按传统方法和本文提出的新方法进行模型试验.理论与试验结果表明:新方法更能准确找出危险断面的最不利工况加载位置,这种新的活载布置方法也可为同类钢管混凝土桁架拱桥的试验提供参考.     

钢管混凝土轴心受压构件计算理论的探讨

在钢管混凝土轴心受压构件的加载实验中,可以从钢管外表皮直接测得构件在某一加载阶段的垂直及水平方向的应变。然而,要想直接测得核心混凝土在该加载阶段的切线模量是很困难的。本文推导了由垂直及水平应变和构件的已知条件求混凝土切线模量的精确计算公式,从而对核心混凝土和钢管的承载力做了准确的分析,并提出了钢管混凝土轴心受压构件的极限承载力计算公式。     

考虑抗弯刚度斜拉索动力学建模及频率分析

研究了考虑抗弯刚度的斜拉索非线性动力学建模,并进行了频率分析.针对普通斜拉索,考虑斜拉索从安装 到使用过程中的3种状态,利用Hamilton变分原理推导了含抗弯刚度、垂度、几何非线性及阻尼的三维非线性振 动控制方程,利用斜拉桥中斜拉索垂跨比一般都小于1/10和纵向惯性力影响较小的特点,将上述方程进一步简化 为符合工程实际的含抗弯刚度的斜拉索面内、面外非线性振动方程,并研究了抗弯刚度、索长度及垂跨比对斜拉索 面内、面外基频的影响,同时分析了斜拉索面内、面外高阶频率随初张力、索长的变化.研究结果表明,当斜拉索 的初张力较低时,抗弯刚度的影响较大,足够大的初张力基本能够抵消抗弯刚度的影响;当索力较小时,索力对频 率的影响基本可以忽略,索基频随着斜拉索长度逐渐降低,基频大小随斜拉索长度的增加呈现非线性反向变化;初 张力、索长度对斜拉索高阶频率的影响规律与对基频的影响规律基本一致.     

结构参数对钢管混凝土拱桥动力特性的影响

以茅草街大桥为基准研究对象,运用大型通用有限元分析程序ANSYS,对钢管混凝土拱桥的动力特性及参数影响进行了分析,建立了空间有限元分析模型,利用子空间迭代法计算了该桥结构的前10阶自振频率和振型,分别改变矢跨比、宽跨比、内倾角以及横撑布置等主要体系参数,研究其对钢管混凝土拱桥动力特性的影响规律,得到了这类结构体系的动力特点.     

朝阳市东大桥动力特性分析

通过对朝阳市东大桥建立有限元模型和试验模态分析来获得钢管混凝土拱桥的计算和实测自振特性参数。将实桥测试结果和计算分析结果进行了比较,并且获得了大桥的固有频率、模态、阻尼比和冲击系数。了解该桥在动力荷载下的实际工作状态,判断该桥整体结构的安全承载能力和使用条件。     

基于超声法检测钢管混凝土质量

综述了超声法检测钢管混凝土拱桥质量缺陷的理论和方法,重点研究超声波通过钢管混凝土试件常规缺陷状况下的参数特征和波形特征.实现了钢管混凝土常规缺陷的定性测量,为超声法检测钢管混凝土拱桥提拱了有益的参考,对于实际工程的检测有很大的实用价值.     

钢管混凝土拱桥四管与六管拱肋之比较

为了能更好的选取大跨度钢管混凝土拱桥拱肋的钢管数目及布置形式，根据国内已建成的钢管混凝土拱桥，构造了两座400m跨度，宽27．5m，拱轴线形一致的钢管混凝土桁式拱桥（一座为四管拱肋，另一座为六管拱肋），运用ANSYS软件建立了两个全桥模型，分析了它们的静力和动力特性，并讨论了拱肋刚度、含钢率和力学性能三者之间的关系．通过比较发现，六管优于四管．在满足结构要求和强度要求的前提下，对拱肋的刚度选取主要从静力方面考虑，用钢量相当时，采用含钢率大的拱肋形式．     

方钢管再生混凝土长柱轴压力学性能试验研究

以再生骨料取代率、含钢率、长细比以及不同再生骨料种类为参数,通过试验得到了试件破坏形态、荷载—位移、荷载—应变等数据,试验结果表明:加再生砖骨料的钢管再生混凝土柱与一般钢管再生混凝土柱相比在弹性段没有差异,但在下降段轴压刚度下降较快,当砖含量为50%时承载力和刚度均下降较多,含钢率越高抵抗变形的能力越强,承载力越高。     

钢管混凝土框架采用粘滞阻尼墙的减振研究

应用分析软件sap2000模拟钢管混凝土框架结构,对粘滞阻尼墙在钢管混凝土框架中的减震效果进行研究,在地震作用下对无控和有控下的结构响应进行分析对比,进而研究粘滞阻尼墙的减振效果。结果表明:粘滞阻尼墙适当的布置在钢管混凝土框架可以起到较好的减震效果。     

一种新型的钢管混凝土拱桥计算方法

本文结合拱结构计算的矩阵位移法[1]和钢管混凝土拱桥分析的纤维单元法[2],特提出钢管混凝土拱桥计算的实体-梁单元法。该方法便于考虑钢管初始应力和温度初应变,而且有其自身的优越性,算例计算结果表明,该方法是可行的。因此,该方法的提出为完善钢管混凝土拱桥计算理论具有重要的理论意义和参考价值。     

芯钢管连接的方钢管混凝土中节点低周反复荷载有限元分析

对方钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接的半连通芯钢管节点在低周反复荷载作用下的受力性能进行有限元分析。分析结果显示,节点核心区内芯钢管及环箍对节点强度的补充,使得该节点具有较好的强度和延性。由滞回性能分析可知,该类节点的滞回曲线呈纺锤形,具有较好的耗能能力。     

带圆钢管的劲性高强混凝土轴压短柱的承载力及可靠度分析

为了探求一个合理的设计公式来计算带圆钢管的劲性高强混凝土柱在轴压下的极限强度，完成了包含13个短柱试件在内的轴心受压试验以研究该类柱在轴压下的破坏模式和极限强度．试验结果表明，在荷载作用下，直到荷载接近极限值时，柱中钢管、纵向钢筋以及混凝土三者之间的纵向应变基本上是协调的，计算结果与试验结果吻合良好，因此可以采用叠加原理来计算带圆钢管的劲性高强混凝土柱在轴压下的极限承栽力．此外，分析了该极限承载力计算公式的可靠度水平．分析结果表明，该承载力计算满足GB50068—2001对构件可靠指标的要求．     

钢管高强混凝土增强的钢筋混凝土轴压短柱承载力研究

在截面核心用钢管高强混凝土增强的钢筋混凝土短柱轴心受压试验的基础上,分析了该轴压短柱 的受力特点、荷裁变形全过程及其受压承载力计算方法,提出了承载力简化计算公式。实例计算表明,简化计算结 果与试验结果吻合较好。     

圆不锈钢管混凝土轴压力学性能的有限元分析

在确定了不锈钢与核心混凝土的材料本构模型、单元类型以及界面接触模型的基础上,根据构件的几何和材料非线性,建立了圆不锈钢管混凝土轴压构件的有限元模型.算例分析结果表明,有限元计算和试验结果总体上吻合良好.利用有限元模型,比较了不锈钢管混凝土和普通钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系曲线.