钢管混凝土拱桥空间稳定非线性分析

文章采用有限元软件ANSYS建立了钢管混凝土拱桥的空间模型,计算了4种工况下的线弹性、几何非线性和双重非线性稳定安全系数,并根据计算结果,评价了桥梁的整体稳定性,分析结果为同类型桥梁的空间稳定分析提供参考。     

钢管混凝土拱桥极限承载力的参数研究

以主跨460 m的中承式钢管混凝土拱桥--巫峡大桥为研究对象,应用双重非线性有限元法对钢管混凝土拱桥的极限承载力进行了参数研究.研究参数包括初始缺陷、荷载形式及其作用方式、体系温度、矢跨比、管内混凝土强度,含钢率等.分析结果表明:初始缺陷、集中荷载作用方式以及体系温度对结构极限承载力影响不明显;均布荷载的作用方式、矢跨比、管内混凝土强度以及含钢率是影响结构极限承载力的几个关键因素.     

钢管混凝土圆弧拱平面内非线性稳定承载力

采用考虑屈曲前变形的弹性稳定公式,基于统一理论的钢管混凝土截面抗压承载力计算方法,研究了均布径向荷载作用下钢管混凝土圆弧拱的平面内非线性稳定承载力,并在分析中考虑了几何非线性、材料非线性和拱肋初始缺陷的影响.通过对比有限元结果和各国典型设计规范提供的稳定系数公式,提出了适合钢管混凝土圆弧拱的平面内非线性稳定系数,为钢管混凝土拱桥的设计提供依据.     

大跨度钢管混凝土拱桥的极限承载能力分析

介绍了同时考虑材料非线性和几何非线性的钢管混凝土拱桥稳定性分析方法,采用该方法对茅草街大桥模型试验的极限承载能力进行了分析,并讨论了不同的布载方式与风荷载对于结构极限承载能力的影响。通过计算分析表明,只有同时考虑结构的几何非线性与材料非线性,才能对结构的极限承载能力做出正确的评估。     

脱空钢管混凝土拱桥极限承载力数值分析

钢管混凝土拱桥在我国的应用越来越多,但拱肋中混凝土由于浇筑和收缩徐变导致的脱空问题在钢管混凝土拱桥中也越来越突出.这些脱空问题对既有拱桥的极限承载力是有害的,但结构承载能力是否降低及降低多少则少有研究.文章对该问题进行了深入的研究,得出了对既有钢管混凝土拱桥的评价和加固有益的指导性结论.     

钢管混凝土拱桥弹塑性极限承载力分析的截面内力塑性系数法

结合钢管混凝土的本构关系模型,基于修正的拉格朗日列式单元增量平衡方程,采用单元节点截面内力塑性系数法建立了钢管混凝土空间拱单元弹塑性刚度矩阵,按当前刚度参数法对材料非线性与几何非线性进行分析,研究了钢管混凝土拱桥空间弹塑性稳定极限承载力非线性分析方法;采用初始内力法考虑阶段间体系转换及弹性内力的传递,计算分析了益阳资江三桥主孔钢管拱桥施工阶段及成桥使用阶段空间弹塑性稳定极限承载力,探讨了仅考虑几何非线性稳定安全系数与弹塑性稳定安全系数之间的区别.研究结果表明:几组钢管混凝土轴心受压构件和偏心受压构件弹塑性稳定极限承载力与试验结果较接近,验证了本文方法与程序正确、可靠;对于钢管混凝土拱桥,弹塑性稳定极限承载力比仅考虑几何非线性的弹性失稳临界力要小,必须考虑弹塑性对稳定安全系数的影响.     

大跨度钢管砼拱桥考虑初始几何缺陷对极限承载力影响的计算机模拟

在实际结构中,由于施工过程中的制作、安装等因素,初始缺陷是不可避免的.通过施加不同大小和形式的初始几何缺陷来研究其对钢管混凝土拱桥极限承载力的影响,结果表明初始几何缺陷对承载力的影响是明显的,在实际工程中应予以重视.     

大跨度钢管拱桥空间稳定性分析

基于有限变形理论,考虑结构几何非线性,运用大型通用有限元软件ANSYS,对某大跨钢管混凝土拱桥分三种不同情况讨论其空间稳定性,并给出在ANSYS中如何实现恒载作用下的活载屈曲分析,得出在做该类桥空间稳定性分析时,不仅要考虑几何非线性,还要考虑材料的非线性效应。     

空钢管桁肋式拱桥主拱部分极限承载力分析

运用大型有限元软件ANSYS,同时采用3种分析极限承载力的方法(线性屈曲法,几何非线性法与同时考虑几何非线性和材料非线性法),对设计中的空钢管桁肋式拱桥———湘江特大桥主跨的主拱进行极限承载力计算分析.分析结果表明,在计算空钢管桁肋式拱桥极限承载力时考虑双重非线性方法求解极限承载力得出的结果比线性方法更符合实际情况.     

大跨径钢筋混凝土拱桥极限承载力分析

以马蹄河特大桥(上承式钢筋混凝土拱桥)为工程背景,分析了钢筋混凝土拱桥的第一类弹性稳定问题,研究不同加载方式、矢跨比、拱圈面内抗弯刚度对第一类稳定的影响。对该桥在恒载作用下的第一类弹性稳定问题、第二类弹性稳定问题(几何非线性问题)和第二类弹塑性稳定问题(极限承载力问题)进行了对比分析,并对达到极限荷载时的破坏形式和破坏过程进行了分析。     

大跨度斜拉拱组合桥极限承载能力分析

以一种新颖钢管混凝土拱桥斜拉钢管混凝土拱组合桥为研究对象,考虑钢管混凝土拱在变形、失稳破坏期间的几何及材料非线性特性,采用统一理论中的钢管混凝土组合构件本构关系及高精度不分层梁单元,对在建的某斜拉钢管混凝土拱组合桥进行了在静力荷载作用下的极限承载力分析,并用钢管混凝土拱模型实验对分析程序及钢管混凝土组合构件建模方法进行了验证,同时分析了斜拉索及斜拉索的初索力对拱桥承载能力的影响.结果表明,斜拉钢管混凝土拱组合桥具有较高的稳定性和极限承载力,斜拉索能够较大提高拱桥的承载能力,斜拉索初张力对稳定承载能力的影响不大.     

钢管混凝土拱极限承载力计算及相关参数分析

采用考虑材料非线性的钢管混凝土拱极限承载力计算方法,对两个模型拱进行了极限承载力计算及相关参数分析.在该方法中,对钢管混凝土拱结构采用纤维单元模型,该模型假定钢管与混凝土完全粘接,钢管对核心混凝土的套箍作用体现在以一维形式表达的核心混凝土的应力-应变关系曲线之中.针对材料非线性分析中单元内各点刚度参差不齐的特点,采用单元内设小元的方法(相当于子结构),编制了非线性有限元程序.在该程序中,计算模型完全是基于小元层次进行的,比如:单元刚度矩阵由小元刚度矩阵凝聚而成,单元节点的残余力由小元节点的残余力构成,故只需改变单元内小元个数这一个参数,就可实现对结构的重新划分,极大地降低了非线性方程组的阶数,且方便实用.在程序计算结果得到模型试验结果验证的基础上,还分析了套箍系数、截面含筋率及混凝土强度对结构极限承载力的影响.     

大跨径钢管混凝土拱桥非线性静风稳定性

针对大跨径钢管混凝土拱桥的特点，对其空气静力失稳问题作了理论和数值计算分析。基于虚功原理对钢管混凝土拱桥几何非线性问题的有限元分析方法进行了描述，推导出切线和割线刚度阵；在综合考虑静风荷载与结构非线性影响的基础上，利用增量法和内外两重循环相结合的方法寻找各级风速下结构变形平衡位置，并精确求解大跨径钢管混凝土拱桥静风稳定性；通过数值全过程分析得到了结构失稳行为的全过程变形曲线和失稳临界风速，并编制了相应的计算程序。实桥数值分析计算结果表明，其静风失稳为桥面弯扭耦合的失稳形态。     

网架系杆钢管混凝土拱组合桥的研究

提出了一种新的桥梁结构形式———网架系杆钢管混凝土拱组合桥．并将这一构思首先应用于一座５０ｍ跨１０ｍ宽的双车道公路桥中．结合空间网架结构、钢管混凝土结构、系杆拱桥的受力特点,阐述了这种新型式桥的结构构成、受力机理、分析方法及美学特性     

网架系杆钢管混凝土拱桥静动力分析

分析了网架系杆钢管混凝土拱桥的静、动力性能,介绍了这种桥梁设计中拱肋、网架的计算方法,以及动态规划法在汽车移动荷载计算中的应用,并对这种新型桥梁结构的优点进行了分析和总结．     

钢管初始应力对大跨径钢管混凝土拱桥稳定承载力的影响

在钢管混凝土拱桥施工过程中,采用不同施工方法合拢成拱,然后再向管内灌注混凝土,钢管中就产生了较大的初始应力．利用初始应力钢管混凝土的本构关系,分析钢管混凝土拱桥稳定承载力影响程度．计算结果表明,钢管初始应力的存在降低了钢管混凝土拱桥稳定承载能力,且不同的荷载工况影响程度不同．分析大跨度钢管混凝土拱桥稳定承载力时,应考虑钢管初始应力问题．     

大跨度钢管混凝土拱桥的非线性空气静力稳定性

同时考虑静风荷载非线性和结构几何非线性的影响,运用增量迭代法分析了大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态下的非线性空气静力稳定性,编制了相应的计算程序,并结合一座主跨为368m的钢管砼拱桥——茅草街大桥进行了计算,讨论了风荷载的非线性、风力的初始攻角、矢跨比、横撑设置等参数对大跨度钢管混凝土拱桥侧向稳定性的影响．     

钢管混凝土拱桥的稳定性分析

简要地介绍了钢管混凝土拱桥稳定性分析的两种方法：线性屈曲和非线性屈曲。以一座钢管混凝土提篮拱桥为例,采用Midas／civil有限元程序,建立了该桥的空间有限元模型,分4种工况对该桥作了线性屈曲分析,本文计算结果对了解该桥及同类钢管混凝土拱桥的稳定性有较大的参考价值。     

地震作用下钢管混凝土拱桥的动力稳定性

仿照拱结构静力稳定问题的分类，提出钢管混凝土拱桥在地震作用下基于Liapunov运动稳定性定义的动力第一类稳定的概念和基于极值理论的动力第二类稳定的概念，研究其动力稳定问题．前者本质上为弹性动力屈曲，通过改进的时间冻结法即动态特征值方法进行研究；后者本质上是动力极值问题，根据Budiansky＆Roth失稳准则（简称B-R准则）结合动态增量法进行研究．从稳定的角度对钢管混凝土拱桥的抗震性能进行研究和探讨，结果表明其具有较高的动力稳定性能．     

桩-土-结构相互作用对大跨钢管混凝土拱桥风振响应的影响

以某大跨度中承式钢管混凝土拱桥为例,基于ANSYS软件建立了该桥的三维有限元模型,研究了考虑桩-土-结构相互作用对大跨度钢管混凝土拱桥风振响应的影响.结果表明:考虑桩-土-结构相互作用后,结构的自振频率减少,风振响应有所增加.