钢管混凝土拱桥拱肋接缝错台问题研究

选取拱肋截面为单圆管、哑铃形、桁式的钢管混凝土拱桥各一座,建立有限元模型,分析了钢管拱肋接缝错台对成桥状态下受力性能和截面承载力的影响。研究结果表明:接缝错台对拱肋轴力、竖向变形几乎没有影响,而对拱肋截面弯矩影响较小;错台幅值的增大,会造成钢管混凝土截面承载力逐渐降低,承载力的下降幅度与错台值、钢管面积的变化率基本呈线性相关的关系。在目前规范规定的错台限值情况下,截面弯矩最大变化率不超过1.2%;截面承载力下降幅度不超过4%;目前桥梁施工规范中对接缝错台的限定较为合理。     

凸形钢箱拱肋截面荷载试验和有限元分析

以宁波市东外环甬江大桥凸形钢箱拱肋截面为对象,应用预应力钢绞线的自平衡加载方式进行了1∶4的拱肋节段缩尺模型荷载试验,采用板壳单元和实体单元建立了有限元模型,进行了非线性分析,研究了考虑初始缺陷和局部屈曲的凸形钢箱拱肋截面的受力特性、实际承载能力和局部失稳机理。研究结果表明:各测点实测应力与截面平均应力较接近,根据测点实测应力与截面平均应力之间的关系可将凸形截面分成4类测点;有限元所得应力与实测应力趋势相同,数值相近;凸形钢箱拱肋截面的强度折减系数为0.94～0.98;纵向加劲肋和横隔板结构能有效防止凸形截面加劲板件的局部屈曲;在极限荷载作用下节段出现了凹凸的波节,由于各加劲板出平面位移过大而导致无法继续承载。     

活性粉末混凝土桥梁应用与研究

活性粉末混凝土(RPC)是一种超高抗压强度和超高性能的新型水泥基复合材料,已在世界桥梁工程中得到一定的应用,介绍已修建的RPC桥梁和已开展的试设计研究现状.目前的应用与研究分析表明:RPC在桥梁中的应用以拱桥和梁桥为主;截面形式以箱形截面为主;施工方法主要采用体内或体外预应力索进行预制拼装;接缝形式以湿接缝为主.预计在将来相当长的时间内,RPC将仍以上述的桥型、截面形式和施工方法继续发展.     

大跨度活性粉末混凝土拱桥试设计

以主跨420 m的万州长江大桥作为原型,进行了大跨度活性粉末混凝土拱桥试设计的初步分析.分析结果表明,利用活性粉末混凝土的高强度和高性能,在设计时可以采用更薄的截面形式,有效地减轻拱圈的自重,从而使主拱圈在自重作用下的内力降低,施工难度也随之降低.初步研究结果表明,活性粉末混凝土在大跨度拱桥中的应用是可能的.     

钢管混凝土空腹结构的双重非线性简化分析方法

采用考虑剪切变形的Timoshenko梁的刚度矩阵,用抗剪刚度和抗弯刚度之比来考虑剪切变形对抗弯刚度的影响,得出空腹结构连续化成一根杆件的刚度矩阵.在单元刚度计算时,弦杆(或柱肢)和腹杆均采用了有效轴压刚度,考虑了空腹结构组成杆件的初弯曲对整体结构稳定的影响.采用FORTRAN语言编制了程序.算例表明简化算法计算结果与传统杆系模型有限元方法计算结果吻合良好,用于钢管混凝土空腹结构的极限承载力分析,可大幅度减少单元数,从而简化计算,节省机时.探讨了相关屈曲和剪切变形对钢管混凝土空腹结构极限承载力的影响.研究结果表明,随着长细比的增大,剪切变形影响逐渐减小,随着弦杆与腹杆的面积比的增大,剪切变形影响增大.对于钢管混凝土格构柱,当λ1>λ(λ1为柱肢长细比;λ为柱整体长细比)时,发生柱肢局部屈曲失稳;当λ1<λ时,发生整体屈曲失稳;在λ1=λ及其附近时,柱肢与整体的相关屈曲最明显.     

长期荷载作用下方钢筋混凝土轴心受压柱的变形特性

进行了4个大轴压比情况下方钢管混凝土轴心受压构件变形性能的试验研究。基于ACI（1992）方法，提出一种适合于长期荷载作用下方钢管混凝土构件变形的分析模型和计算方法，理论结果和试验结果基本吻合 。最后，分析了加载龄期和持荷时间、轴压比、含钢率、钢材强度和混凝土强度等因素对长期荷载作用下方钢管混凝土构件变形性能的影响规律。     

长期荷载作用对方钢管混凝土柱承载力的影响

考虑长期荷载作用效应的影响，进行了6个方钢管混凝土轴心受压构件承载力的试验研究，提出轴心受压时方钢管混凝土的核心混凝土的应力-应变关系模型，在此基础上，利用数值方法成功地计算出考虑长期荷载作用影响时方钢管混凝土构件的荷载-变形全过程关系曲线，理论计算结果和试验结果吻合良好。最后，在系统分析长细比、截面含钢率、钢材和混凝土强度等因素影响的基础上，提出长期荷载作用对方钢管混凝土柱承栽力的影响系数。     

钢管与钢管混凝土复合拱桥

提出钢管与钢管混凝土复合拱桥的概念，介绍了试验桥－福建省福鼎市山前大桥的设计要点。     

日照下钢管混凝土哑铃形拱肋截面的温度场有限元计算

提出了考虑日照作用的钢管混凝土哑铃形拱肋截面温度场的计算方法．将日照下钢管混凝土哑铃形拱肋截面简化为由若干直平面组成,把边界上的太阳辐射作用等效为周围大气温度的升高,略去了影响较小的长波辐射热流,应用有限元程序ANSYS进行了算例计算,验证了该方法的可行性．分析结果表明：拱轴倾角会影响日照作用下各截面的温度场,但这种影响较小,工程应用中可忽略,视各截面温度场为相同,从而将拱肋的空间温度场问题简化为拱肋截面的二维温度场问题．     

有初应力的钢管混凝土偏压构件极限承载力计算

应用有限元方法对有初应力的钢管混凝土偏压试件进行了非线性分析,算例计算结果与试验结果吻合良好．应用该方法,以长细比、偏心率和初应力度为主要参数对有初应力的钢管混凝土偏压构件进行了受力性能分析．分析结果表明,初应力度对于偏压短柱受力的影响与初应力对轴压柱的影响基本相同;对于偏压长柱,稳定极限承载力随着初应力增大呈非线性下降趋势,最大下降幅度可达20％,同时稳定极限荷载所对应的挠度也相应增大．增加钢号等参数,对大量进行了有限元计算,给出了极限承载力的初应力度影响系数（有初应力构件的极限承载力与无初应力构件的极限承载力之比）的简化计算公式．最后,以表格的形式给出仅含两个主要参数（长细比和初应力度）的初应力度影响系数,以供工程中更加简便、偏安全的应用．