钢管混凝土拱桥拱肋模拟方法探讨与分析

为研究不同模拟方法对钢管混凝土拱桥拱肋的刚度取值和结构力学行为的影响,结合统一理论法与刚度叠加法的优点,按照统一理论双单元法的思路建模分析,根据GB 50923—2013和JTG/T D65-06—2015两本规范针对拱肋轴向刚度和抗弯刚度的差异,建立误差分析模型进行比较。并以净跨径390m中承式钢管混凝土拱桥为研究对象,分别基于统一理论法、统一理论双单元法和刚度叠加法建立有限元模型,探讨分析在恒载作用下不同模拟方法对钢管混凝土拱桥主拱轴力、位移和稳定性的影响。结果表明:通过统一理论法和刚度叠加法计算的刚度误差比较可检验钢管与混凝土的强度等级的匹配性,对于外径1.2 m的钢管混凝土,C60混凝土与Q345钢材的匹配性更优,且钢管壁厚为20~32 mm时最佳;主拱关键截面采用统一理论法、统一理论双单元法的轴力计算结果与刚度叠加法相比,相对差值均不超过5%;统一理论法模拟拱肋的整体刚度和稳定系数均大于刚度叠加法,是分析大跨钢管混凝土拱桥稳定的一种可靠、经济的方法。

N段变截面悬臂梁的挠度公式

利用变截面悬臂梁的刚度叠加法原理,求出一般情况下的有集中荷载作用时的多段变截面悬臂梁的挠度,从而推导出N段变截面悬臂梁在有集中荷载作用时的挠度公式。

侧向力作用下变截面塔式容器顶部挠度计算

针对石化装置中一些高径比H/D很大的塔式容器在其顶部挠度超标而设置土建框架限位时无简便计算的问题,利用刚度叠加法,在特定的假设条件下,推导出任意的变截面(包括不等直径、不等壁厚及其任意组合)塔式容器在受侧向力作用下的塔顶挠度的计算公式。运用载荷叠加原理,求得实际的截面轴向应力和塔顶挠度为"内压及以风载荷、地震载荷、偏心载荷等标准规定的各种载荷"与"在设置土建框架限位时仅仅受侧向设定高度的限位装置给定集中力"两步载荷叠加的结果。同时,还指出了需要组合调整土建框架限位装置的高度及其对塔式容器的集中反力的大小,以达到技术经济综合成本最优化的要求。