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考虑施工过程的钢管混凝土拱桥长期静力性能分析

吴欣荣  
【摘要】: 钢管混凝土拱桥以承载力大、跨越能力强、施工方便快捷、造型美观等优点近年来在我国得到迅速发展,同时其拱肋核心混凝土的时效作用也受到越来越多的关注。 本文以跨径380m的东莞水道大桥为研究对象,利用ABAQUS二次开发接口UMAT引入EC2模型及逐步积分法考虑核心混凝土收缩徐变作用,建立考虑施工过程的全桥有限元模型,分析施工过程中及设计基准期内的拱肋核心混凝土时效作用对钢管混凝土拱桥长期静力响应的影响。通过与实测数据比较,验证分析方法及计算模型的可靠性。分析施工过程中加载龄期的变化对钢管混凝土拱桥长期静力响应影响。利用上述时效作用分析方法,引入非线性材料本构,分析矢跨比、长细比、加载龄期等参数影响下,拱肋核心混凝土时效作用对抛物线拱稳定性的影响。 分析表明,拱肋核心混凝土时效作用在施工过程及正常使用阶段对钢管混凝土长期静力响应均影响显著,会增加拱肋挠度,影响拱肋截面应力分布,使得拱肋截面钢管应力增大。另外,在进行钢管混凝土拱桥长期静力性能研究中,应考虑应力历史的影响,按其实际加载龄期进行模拟。在本文的研究范围内,抛物线拱核心混凝土时效作用最大可使其极限承载力降低15%。


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