中承式鋼管混凝土拱橋.ppt

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1、徐變對(duì)鋼管混凝土拱橋靜動(dòng)力性能的影響研究北京交通大學(xué)王元豐2008年5月18日主要內(nèi)容1.鋼管混凝土拱橋的發(fā)展現(xiàn)狀2.鋼管混凝土徐變的研究3.徐變對(duì)鋼管混凝土拱橋靜力性能的影響分析4.徐變對(duì)鋼管混凝土拱橋動(dòng)力性能的影響分析鋼管混凝土拱橋的發(fā)展現(xiàn)狀鋼管混凝土材料的優(yōu)點(diǎn)：1）充分發(fā)揮鋼材和混凝土材料的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)相互的不足2）力學(xué)性能好：受壓、抗震3）便于施工4）經(jīng)濟(jì)深圳彩虹橋賽格大廈廣州新電視塔鋼管混凝土拱橋優(yōu)點(diǎn)：1）提高材料強(qiáng)度，拱圈自重減輕，施工方便；2）跨越能力大；3）造價(jià)經(jīng)濟(jì)；4）外形美觀。鋼管混凝土拱橋的主要類型按照鋼管在結(jié)構(gòu)使用階段和施工階段中所起的主要作用

2、，鋼管混凝土拱橋可以分為普通鋼管混凝上拱橋和鋼管混凝土勁性骨架拱橋。根據(jù)拱狀結(jié)構(gòu)與橋面的相對(duì)位置，鋼管混凝土拱橋可以做成上承式、中承式、下承式拱橋。1990年我國建成第一座鋼管混凝土拱橋---四川旺蒼東河大橋，此后的近二十年間鋼管混凝土拱橋迅速發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國已建成鋼管混凝土拱橋已達(dá)200多座。鋼管混凝土拱橋簡表橋名建成年份跨徑(m)四川旺蒼東河大橋廣東高明大橋浙江新安江望江大橋湖南郴州鯉魚江大橋河南安陽文峰路立交橋四川峨邊大渡河橋廣東南海三山西大橋廣西柳州文惠大橋湖北三峽下牢溪大橋湖北三峽蓮沱大橋湖北秭歸青干河大橋湖北三峽黃柏河大橋江蘇蘇州尹山橋廣東廣州解

3、放大橋江西景德鎮(zhèn)瓷都大橋陜西蜀河漢江大橋黑龍江依蘭牡丹江大橋福建閩清石潭溪大橋1990199119931994199519951995199519961996199619961996199719971997199719971151001208013514020010816011425616080.580150120100136續(xù)上表橋名建成年份跨徑(m)四川高谷烏江大橋天津彩虹橋福建福安群益大橋廣西三岸邕江大橋貴州落腳河大橋廣西六景郁江大橋浙江銅瓦門大橋重慶奉節(jié)梅溪河橋廣東廣州丫髻沙大橋湖北武漢漢江三橋浙江三門健跳大橋水柏鐵路北盤江大橋湖北恩施南泥渡大橋重慶合川嘉陵

4、江大橋浙江淳安縣南浦大橋遼寧丹東月亮島大橋廣西南寧永和大橋廣東東莞水道大橋巫山長江大橋湖北支井河大橋宜昌長江鐵路大橋1997199819981998199819991999200020002000200120012002200220032003200420052005在建在建15016046270240220238288360302245236220200308202335.42804924302641990年四川旺蒼東河大橋，我國第一座鋼管混凝土拱橋，跨度為115m，下承式剛架系桿拱，由2φ800×10鋼管混凝土組成拱肋。2000年廣州丫髻沙大橋，中承式鋼管混凝土

5、拱橋，跨度為360m，它由6根鋼管混凝土管組成格構(gòu)式拱肋。2005年，巫山長江大橋，主跨492m，中承式鋼管混凝土拱橋1997年建成的重慶萬州長江大橋，跨度為420m，最大跨度混凝土箱形截面拱橋，以鋼管混凝土肢管為勁性骨架對(duì)于鋼管混凝土拱橋，混凝土徐變會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響：1）引起拱軸線的變形，降低拱的穩(wěn)定和使用性能；2）在截面上產(chǎn)生應(yīng)力重分布、在超靜定結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力重分布，或使混凝土產(chǎn)生局部應(yīng)力；3）在溫度作用下產(chǎn)生附加內(nèi)力的影響。如果不計(jì)入混凝土徐變的影響，則會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力的計(jì)算結(jié)果帶來不可忽視的誤差，造成主梁線形的偏差和結(jié)構(gòu)的不安全。需要開展鋼管混凝土拱橋徐變

6、研究2.鋼管混凝土徐變的研究鋼管混凝土徐變的特點(diǎn)：1）由于核心混凝土的濕度變化受到鋼管的限制，其干燥徐變和收縮徐變比普通混凝土的小；2）鋼管混凝土構(gòu)件在工作過程中，核心混凝土受到鋼管的約束，使其經(jīng)常處于三向受力狀態(tài)，使得鋼管混凝土的徐變更加復(fù)雜；3）鋼管與核心混凝土之間存在的應(yīng)力重分布現(xiàn)象，導(dǎo)致核心混凝土徐變減小。鋼管混凝土徐變的實(shí)驗(yàn)研究1）1967年Furlong第一次觀察到了鋼管混凝土徐變與收縮變形；2）1991年Nakai等對(duì)三個(gè)試件在不同含鋼率情況下的軸壓變形試驗(yàn)，提出了預(yù)測圓鋼管混凝土徐變的粘彈性模型；3）1994年Terry等進(jìn)行了包括圓鋼管混凝土試件、

7、素混凝土試件和瀝青包裹混凝土試件長期荷載作用下的變形試驗(yàn)，結(jié)果表明鋼管混凝土的徐變變形小于素混凝土的徐變變形；4）1996年Morino等進(jìn)行了包括6個(gè)軸壓、1個(gè)純彎和2個(gè)壓彎構(gòu)件的試驗(yàn)，得出了只以持荷時(shí)間為變量的徐變變形計(jì)算方程；5）2001年Uy進(jìn)行了6個(gè)鋼管混凝土試件在長期荷載作用下的變形試驗(yàn)，并將變形試驗(yàn)曲線與ACI模型進(jìn)行了比較；6）1993年王湛共進(jìn)行了3組6個(gè)鋼管混凝土試件的徐變?cè)囼?yàn)，得出了鋼管混凝土的徐變曲線；7）韓林海在2001年進(jìn)行了矩形截面鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件變形和承載力的試驗(yàn)研究，提出了考慮長期荷載作用影響時(shí)矩形鋼管混凝土軸心受壓柱承載