多肢钢管-钢管混凝土复合主塔钢混结合段受力性能分析

某部分斜拉桥的异型主塔采用多肢钢管-钢管混凝土复合结构,在其塔底钢混结合段5根钢管混凝土塔柱相贯焊接在钢筋混凝土塔座的加劲板上,结构十分复杂。为分析钢混结合段的受力性能,利用通用有限元软件ABAQUS建立精细化三维实体有限元模型,并充分考虑结构复杂的空间几何形状、网格划分精度材料非线性、部件之间的接触关系以及边界条件等问题。最不利荷载工况下的荷载分析结果表明:钢混结合段整体受力较为均衡,变形连续协调;塔柱钢管应力均小于屈服强度,中塔柱与次塔柱相贯处出现较为明显的应力集中现象,管内混凝土局部出现较大的拉应力;管底钢板和加劲板的应力由边缘至中心逐渐增加,最大应力点均位于中塔柱和次塔柱交界处;混凝土塔座未出现开裂或压碎现象,但与管底钢板和加劲板相交处易出现应力集中现象。研究结果可为其他相似工程中钢混结合段的设计与施工提供参考。

钢管混凝土多肢中柱双层肩梁承载力分析和计算

为了建立钢管混凝土双肢及四肢中柱双层肩梁的水平承载力计算式,在前期试验和有限元模拟结果基础上,对两种双层肩梁分别设计了43和44个模型,从模型的特征承载力及位移方面分析上、下层肩梁截面高度比(简称"高度比")、中柱与下层肩梁截面高度比(简称"柱梁高度比")、双肢中柱下层肩梁长跨的跨高比及四肢中柱下层肩梁短跨及长跨的跨高比(简称"跨高比")对两种双层肩梁水平承载力的影响,并给出了参数的取值范围。结果表明:两种双层肩梁在各参数变化下的水平承载力变化规律相似;随着柱梁高度比的增加,模型刚度变大,屈服位移降低,承载力呈抛物线上升;随着跨高比的增加,模型承载力呈线性上升,但延性变差;四肢中柱双层肩梁模型随着短跨跨高比增加,翼缘面积增大,承载力小幅上升。基于参数分析结果,确定了荷载在各截面的分配比例,提出模型水平承载力计算式,并基于延性破坏,对计算式进行了修正。