大長(zhǎng)細(xì)比鋼管混凝土拱平面內(nèi)徐變穩(wěn)定性能分析.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、在中國(guó),鋼管混凝土拱橋第一次出現(xiàn)是在上世紀(jì)九十年代,一經(jīng)引入就得到了迅猛的發(fā)展。到目前為止,中國(guó)已建成的鋼管混凝土拱橋就達(dá)三百余座,跨度最大的已超過(guò)500m。由于鋼管混凝土在軸壓作用下優(yōu)越的受力性能,鋼管混凝土拱肋的長(zhǎng)細(xì)比普遍較大,使得核心混凝土的時(shí)效作用對(duì)鋼管混凝土拱的長(zhǎng)期靜力性能的影響越發(fā)顯著,進(jìn)而降低其面內(nèi)穩(wěn)定承載力。但現(xiàn)有規(guī)范未考慮該影響,而相關(guān)研究亦處于起步階段。
  本文對(duì)ABAQUS有限元軟件進(jìn)行UMAT二次開(kāi)發(fā),引

2、入修正后的EC2模型、逐步積分法,考慮幾何與材料非線性,并建立鋼管混凝土拋物線無(wú)鉸單圓拱模型,對(duì)鋼管混凝土拱的平面內(nèi)長(zhǎng)期靜力性能與徐變穩(wěn)定問(wèn)題進(jìn)行研究。將有限元結(jié)果與已有的4組鋼管混凝土拋物線無(wú)鉸單圓拱平面內(nèi)穩(wěn)定試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了有限元模型的可靠性。
  利用所建立的有限元模型對(duì)圓形截面拋物線形鋼管混凝土無(wú)鉸拱在沿跨度方向均布荷載作用下的平面內(nèi)長(zhǎng)期靜力性能進(jìn)行參數(shù)分析,考慮參數(shù)包括長(zhǎng)細(xì)比、含鋼率、跨矢比、混凝土強(qiáng)度等級(jí)

3、、鋼材強(qiáng)度等級(jí)。研究了核心混凝土?xí)r效作用對(duì)鋼管混凝土拱長(zhǎng)期位移、截面應(yīng)力分布、混凝土及鋼管在承擔(dān)均布荷載作用時(shí)的貢獻(xiàn)及沿拱肋跨度方向內(nèi)力分布等的影響,同時(shí)確定了主要影響參數(shù)。分析發(fā)現(xiàn),時(shí)效作用對(duì)鋼管混凝土拱靜力性能影響顯著,在本文參數(shù)范圍內(nèi),最多可使拱肋豎向最大位移增加124%。含鋼率是影響鋼管混凝土拱長(zhǎng)期靜力性能的主要參數(shù)。
  在此基礎(chǔ)上,研究了時(shí)效作用所引起的屈曲前變形對(duì)鋼管混凝土拱平面內(nèi)穩(wěn)定承載力的影響,基于分析結(jié)果提出了

4、鋼管混凝土拋物線無(wú)鉸單圓拱平面內(nèi)徐變穩(wěn)定承載力降低系數(shù)設(shè)計(jì)公式。分析發(fā)現(xiàn),時(shí)效作用對(duì)鋼管混凝土拱平面內(nèi)穩(wěn)定承載力影響較為顯著,當(dāng)荷載等級(jí)為極限承載力的0.5倍時(shí),在本文參數(shù)范圍內(nèi),時(shí)效作用最大可使拱肋穩(wěn)定承載力降低12%。含鋼率是影響鋼管混凝土拱徐變穩(wěn)定性能的主要參數(shù)。本文所提出的鋼管混凝土拱平面內(nèi)穩(wěn)定承載力降低系數(shù)設(shè)計(jì)公式可較好的預(yù)測(cè)時(shí)效作用對(duì)圓形截面拋物線形鋼管混凝土無(wú)鉸拱平面內(nèi)穩(wěn)定承載力的影響,該公式計(jì)算值與有限元值的變異系數(shù)為7

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