第
22
卷第
2
期
湖南科技大学学报{自然科学版}
Vo
1.
22
No.2
Jun. 2007
2
∞
7
年
6
月
Journal
of
Hunan
University
of
Science
&
Technology(
Natural
Science
Edition)
钢管混凝土拱桥的徐变计算方法探讨
田仲初
1
,
2
刘雪锋
2
颜东煌
2
谷云秋
3
(
1.
'1'
南大学土木建筑学院,湖南长沙
41
∞
76;2.
长沙理工大学桥梁与结构工程学院,湖南长沙
41
∞
'76;3.
宁波市公路管理局,浙江宁波
315ω0)
摘
要:考虑钢管核心混凝土徐变模式与普通混凝土徐交模式的差异,分别采用分离式(截面)模型、换算式(截面)模型和组
合式(截面)模型,计算了一座铜管混凝土提篮拱桥的徐变变形.分析表明,分离式模型的计算结采和组合式模型的计算结采十分接
近,将其用于施工监控中能保证足够的精皮;三门口跨海大桥北门桥横向徐变变形很小,不用考虑拱肋的横向预拱,采用平面杆系
程序和分离式截面模型计算就能获得令人满意的结果,图
8
,参
9
关键词:钢管混凝土;徐变;计算方法;分离截面;换算截面;组合截函
中图分类号
:U448
文献标识码
:A
钢管混凝土拱桥
(CFST)
最早出现在苏联,但是发
展最快、应用最广泛是在中国
[IJ
在
1990
年成功建成
中国第一座钢管混凝土拱桥-跨径
115
m
的四川旺
苍东河大桥后,钢管混凝土拱桥在国内得到普遍使
用,短短十多年间就设计和建造了
200
多座不同跨
径、不同结构体系、不同截面形式的钢管混凝土拱桥
[2J
与钢管混凝土拱桥的建设速度相比,其理论研究
还相对落后,国内有关钢管混凝土的规范、规程也不
尽统一.对于其钢和混凝土两种组合材料构成的组合
结构的截面几何特性的合理计算模式,工程实际采用
的算法还存在差异.徐变系数的计算也不够统一.有关
专家对此进行了深入研究,万县长江大桥、茅草街大
桥都做了专题试验研究.
作者采用
3
种计算方法,对钢管混凝土轴压柱
与受弯梁进行了对比分析;比较了茅草街大桥试验
拟合的徐变系数公式与公桥规公式的差别;利用
3
种模型,对比分析了一座钢管混凝土提篮拱桥的徐
变变形,得出一些有益的结论,为工程实际提供帮
助与借鉴.
l
钢管混凝土结构的计算方法
钢管混凝土结构计算方法的不同主要体现在对
收稿日期
:2
∞
6-11-13
葛金项目:西部交通建设课题
(2
∞
331879820
1)
文章编号:
1672-9102( 2007
)02-()048-04
结构模型的不同处理方式上,目前铜管混凝土结构建
模方式主要有:分离(截面)式模型、换算(截面)式模
型和组合(截面)式模型
1.1
分离式模型
分离式计算模型将钢管与混凝土各自独立生成
单元,同时保持相同空间坐标处钢管单元与混凝士单
元相应节点的自由度一致,利用每一时段的节点位移
协调条件来考虑混凝士的徐变作用.假设任一时段内
的混凝土的徐变系数不变,全部荷载的变化都只发生
在时段的开始,则钢管单元对节点力的刚度贡献矩阵
为[町"混凝土单元对节点力的弹性刚度贡献矩阵为
[町
co
而混凝士的徐变刚度贡献矩阵为
[K(cp
泪,上标
t
表示时段,下标
ψ
表示在
llt
i
•
时段中间时亥
IJ
ti
-ill
=(t
州
-J/
2
时的徐变系数
ψ
(ti
--0
5
,
To).
由此可得在任意时段
llti
内
的平衡方程为:
{[町
,+[Kl
+[K(
ψ
)
,,i}{Il~}={Il
F}.
( 1 )
式中
,
{1l
8
i
}
为
llt
i
时段内的节点位移增量
;
{Il
F}
为
ð.
t
i
时段内的节点荷载增量;
分别计算得到每个时段内的节点位移增量,最后
求和就可明
作者简介:回仲初(1
963
斗,男(土家族)
,湖南慈利人,教授,从事大跨度桥梁施工控制研究-
48