钢管混凝土单圆管拱空间受力双重非线性有限元分析

提出钢管混凝土拱(单圆管)空间受力的双重非线性有限元分析方法并编制了有限元程序。有限元建模时采用空间梁单元。材料非线性中正应力-正应变关系采用纤维单元模型,剪应力-剪应变关系采用统一理论的标准曲线。应用该方法对钢管混凝土单肋模型拱和双肋模型拱进行了分析,并对非线性性能和横向力作用进行了分析。分析结果表明,本文提出的方法能较好地反映钢管混凝土拱空间受力全过程的非线性性能。在空间荷载作用下,钢管混凝土拱的几何非线性影响要大于材料非线性的影响;单肋拱的空间受力的特征要明显大于双肋拱。     

高速铁路(110+208+110)m连续梁-钢管混凝土拱屈曲分析

以高速铁路桥梁比较方案(110+208+110) m连续梁-钢管混凝土拱组合结构桥为背景,探求几何非线性及几何-材料双重非线性对大跨度钢管混凝土拱屈曲失稳的影响程度,研究考虑上述非线性因素后钢管混凝土拱弹塑性屈曲因子的衰减系数。结合相关规范和文献,采用空间有限元软件CSIBridge,以钢管混凝土统一理论为材料本构模型建立全桥空间模型,对结构按实际作用荷载工况进行弹性及弹塑性屈曲分析。结果表明:材料非线性对钢管混凝土拱屈曲失稳的影响比几何非线性的影响大得多,考虑几何-材料双重非线性后钢管混凝土拱弹塑性屈曲因子衰减系数约为0.55。桥式方案中钢管混凝土拱弹性及弹塑性稳定系数均满足国家标准及行业标准要求。     

钢管混凝土(单圆管)肋拱面内极限承载力的参数分析

应用双重非线性有限元分析方法对钢管混凝土(单圆管)肋拱受力全过程的非线性性能与极限承载力进行了参数分析。分析的参数有矢跨比、长细比、含钢率以及加载方式。分析结果可供提出极限承载力实用算法和工程应用参考。     

钢管混凝土(单圆管)肋拱面内极限承载力计算的等效梁柱法

根据试验研究与双重非线性有限元计算分析结果，提出钢管混凝土（单圆管）肋拱面内极限承载力的等效梁柱法。分析讨论了等效梁柱法的等效长度、作用力选取和钢管混凝土梁柱极限承载力计算方法的选用。分析结果表明，等效梁柱法中钢管混凝土梁柱的极限荷载宜采用DL／T规程；对于非对称荷载。等效长度可取0．72S（S为半跨拱轴线弧长）、采用拱脚截面内力作为作用力；对于对称荷载，等效长度可取0．62S、拱顶截面内力为作用力。与采用双重非线性有限元计算的极限承载力的比较表明，等效梁柱法能基本反映钢管混凝土（单圆管）肋拱极限承载力的基本规律，可供进一步研究与工程应用参考。     

大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计研究

研究目的:大跨度上承式钢管混凝土拱桥,结构受力复杂.结构形式和施工方法的选择对拱肋受力、桥上无缝线路设计、列车行车安全性和平稳性有较大的影响.因此,本文对此进行研究探讨.研究结论:上承式拱桥是跨越山区河流、深谷的合理桥式.通过对某线黄河特大桥上承式钢管混凝土拱桥的设计研究,得出如下结论:(1)拱肋截面形式、拱肋横倾角及拱上建筑主梁跨度、支墩顶支座布置方式等有关设计参数对无缝线路、车线桥动力性能影响的计算研究结果;(2)拱肋矢跨比及拱轴系数、钢管拱架设方案、管内混凝土灌注顺序选对拱肋应力影响的研究结果;(3)形成了一整套上承式铁路拱桥设计研究的新思路、新方法.     

混凝土灌注阶段钢管混凝土拱肋的时变行为研究

拱肋混凝土灌注是钢管混凝土拱桥施工过程中一个必不可少的重要阶段。在此施工阶段,钢管混凝土拱桥的结构体系和材料性能均随施工进度和时间而变化,属于非线性施工时变结构。目前,关于混凝土灌注阶段钢管混凝土拱桥的结构非线性时变行为的研究尚不多见。依据时变结构力学的原理,采用时间冻结法将拱肋混凝土灌注阶段的时变结构转化为时不变结构体系进行分析和研究。     

新型钢管混凝土哑铃型短柱受力性能研究

哑铃型截面是钢管混凝土拱肋常用的截面型式,然而在灌注腹腔内混凝土时钢管与腹板相交处应力很大易发生爆管事故,因而提出一种腹腔内不灌混凝土而用H型钢加劲的新型哑铃型拱肋。施工受力分析表明,由于不需灌注腹腔混凝土．新型哑铃型拱肋施工时发生爆管的可能性很小对新型哑铃型短柱进行了轴压试验研究。结果表明,新型哑铃型短柱与传统的哑铃型短柱受力性能相近,极限承载力可以采用相同的计算方法。     

朔准黄河桥极限承载力分析

研究目的:大跨度钢管混凝土拱桥以其特有的自重轻、强度大、抗变形能力强、施工方便和外形美观等优点,被大量地的用于桥梁结构中。本文以一座在建360 m钢管混凝土拱桥为例,采用通用程序ANSYS建立该桥的空间有限元计算模型,分别对该桥进行裸拱状态和考虑拱上建筑共同作用状态下的特征值屈曲稳定性分析、考虑几何和材料双重非线性的极限承载力分析,并对计算结果进行比较分析,给出拱桥极限桥承载力计算的一般性方法。研究结论:(1)考虑拱上结构的特征值屈曲分析结果最小值为13.477,裸拱的特征值屈曲分析结果最小值为6.673,均大于规范要求的4～5,拱肋截面满足面内和面外的稳定性要求;(2)拱桥极限承载力计算结果最小值为2.252,表明在双重非线性及结构初始缺陷的影响下,主力工况下,全桥结构的安全系数为2.252,满足考虑结构的非线性影响弹塑性稳定安全系数不得小于2的要求,结构设计合理;(3)拱上墩柱等拱上结构对全桥的计算刚度有较大的贡献,但对全桥的极限承载力影响较小;(4)特征值屈曲分析结果是非保守的计算结果,在实际结构设计过程中,必须考虑双重非线性及初始缺陷等对结构极限承载力的影响。     

三片平行系杆钢管混凝土拱桥的设计特点

主要针对该桥三片平行拱肋的受力特点以及主要结构设计与两片平行拱肋的钢管混凝土拱桥的不同点进行阐述     

哑铃形钢管混凝土拱日照温度分布研究

根据热传导理论,建立哑铃形钢管混凝土拱日照温度分布的分析模型。该模型考虑气候条件、桥梁地理位置、方位、材料特性、结构尺寸等各种因素的影响。以有限元软件Ansys为平台,编制针对分析模型进行日照温度分布计算的有限元模块,对不同参数情况下的温度分布进行计算分析和比较研究。分析结果表明,在日照影响下,哑铃形钢管混凝土拱中会产生较大的非线性温差,一般情况下可高达25℃以上。影响截面温差大小的最主要因素是钢管混凝表面对太阳辐射的吸收率。     

微膨胀钢管混凝土弹塑性变形试验研究

通过试验研究膨胀剂对钢管膨胀混凝土承载力及应变的影响,确认膨胀剂能在一定范围内通过补偿收缩提高钢管混凝土的承载力,进而研究膨胀剂不同掺量对钢管混凝土在加载情况下弹塑性变形的影响规律。试验得出：对于钢管混凝土,膨胀剂掺量有一极值,而并非呈线性关系;掺加膨胀剂后钢管混凝土构件提高了韧性,降低了脆性,起到了“增韧减脆”的作用。     

用超声波法检测钢管混凝土质量的研究

对超声波检测钢管混凝土质量的原理及方法进行研究;结合钢管混凝土拱桥的大比例模型试验,探讨了进一步提高用超声法检测和评价钢管混凝土质量准确性的途径和方法,提出了首波声时法检测和评价钢管混凝土的判别方法;将波形识别法和首波频率法与首波声时法相结合,综合判别以提高判别缺陷的类型和严重程度的准确性。研究结果表明,用所提出的方法较单一用首波声时法判别钢管混凝土质量更具有实用性。     

干海子大桥非标准尺寸管径钢管现场卷制技术

干海子科研桥结构大量采用了非市场标准管径的钢管,为满足施工需要,施工方采取了现场卷制方式进行生产,解决了钢管需求。对现场钢管卷制制作工艺技术进行了总结。     

干海子大桥钢管格构墩现场安装技术

干海子大桥为交通部西部山区科技示范项目依托工程,大桥下部结构多为钢管格构墩,对钢管格构墩的现场实际采取的安装技术进行了总结。     

山区430m上承式钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌筑施工技术

结合支井河特大桥钢管拱肋混凝土灌筑施工实例,详细介绍了山区“V”形峡谷条件下拱桥拱肋混凝土灌筑方案、技术难点及对策、施工工艺、质量标准及检测等,可为相同条件桥梁施工提供借鉴。     

文化中心地下交通枢纽工程钢管柱施工工法

新的钢管柱施工工法较传统的钢管桩施工工法具有精度高、成本低、施工周期短的优点。为保证天津市文化中心地下交通枢纽的施工质量,经过对其施工流程、施工方案和关键节点控制的介绍与论证,首次在地铁车站应用该工法,取得良好的效果,为在其他类似工程中的推广应用奠定了基础。     

大跨度提篮拱桥缆索扣挂系统设计与应用

缆索起重机和临时扣索设计是拱桥无支架拼装的关键技术,本文结合三门口大桥的工程实例,简要介绍了270 m跨度提篮黏性式钢管混凝土拱桥总体施工方案,重点介绍了移动索鞍式缆索起重机的系统组成和设计,对扣索的布置和受力分析做了简要介绍。     

高速客运专线接触网支柱与基础型式

列举了国内外常用的接触网支柱与基础型式,结合国内实际情况,通过详细技术经济比较,提出高速客运专线应采用的型式。所推荐的支柱与基础型式均已经过试验检验。