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1、钢管混凝土拱桥的发展姓名:徐玉虎学号:201110701231摘要:我国在钢管混凝土结构的理论研究和工程应用越来越深入和广泛, 将这种结构应用到拱桥上, 可以在力学性能、施工、经济以及美观等方面, 展示出极大的优越性, 很好地促进了拱桥的发展。 关键词:钢管混凝土 拱桥 力学性能 研究与应用钢管混凝土结构在土木工程中已经超过100年,但在过去十年中才被用于桥梁结构,在国内主要应用于拱桥。从1990年中国第一大跨度钢管混凝土拱桥四川旺苍大桥建成到现在,已建和在建的钢管混凝土拱桥有100多座,其中最大跨度
2、达到400m。理论研究和工程应用表明,钢管混凝土拱桥在设计,施工,经济和美学有着自己独特的优势。据专家预测,钢管混凝土拱桥跨度将有可能达到或超过斜拉桥。1 钢管混凝土结构计算理论 钢管混凝土管目前的研究取得显著成果,各种理论的形成,一批具有代表性的作品发表,并根据钟善桐教授的这些理论567.统一的理论来制定相应的程序,这是基于大量的实验和计算元件有限的反映了良好的工作条件提出的钢管的复合材料的混凝土。统一的理论认为:钢管混凝土是一种复合材料均匀的,则该组件的几何形状的承载能力(全截面积和矩性等),和机械性能
3、的组合来计算的CFT构件,不区分钢管和混凝土。这是众所周知的组建的各种性能,除了与紧张有关的条件,而且还与变化的材料的物理参数,以及所述构件的横截面形状的几何形状,并且构件的应力的状态是变化的,且变化是恒定的。在这个理论中,计算公式为各种钢结构,混凝土机械的参数,制定出了对应的规范,以方便钢管混凝土结构的设计要求;在动力有关性能方面, 建立了循环荷载作用下的钢管混凝土组合材料本构关系,并且提出了简化的两折线模型以及三折线模型。2 钢管混凝土构件的材料特点 钢-混凝土复合材料是钢管混凝土在正常工作条件下,两种
4、不同材料的机械性能产生相辅相成的力量,因此限制了协调工作的权力。钢灵活的工作阶段中,几乎没有变化的泊松比,0时25〜0.3,可以被认为是恒定的,以S=0。283与泊松比强迫混凝土集成电路工艺是由约0.167低级状态连续变化应力接近破坏的阶段时,由于在混凝土纵向微裂纹的发展而逐步增加至0.5角将超过0.55为混凝土的钢管,压力轴角的增加的作用,并很快超过钢的泊松比s。如果s=c,钢管和彼此混凝土线而没有任何效果的径向变形;当sc
5、相互间是粘结力。具体的,在未来三到压应力,其性能已经发生了质的变化,不仅要提高容量,但最近增加应变压缩,轴向压力,薄壁钢管有能力十分不稳定,实验表明,该实际承载能力通常是13至15个理论值,浇注混凝土进入管道时,并达到一定强度时,保护混凝土管,连接它的径向变形,以便它是三向受力状态,压力下的纵向裂纹延迟时,同时具体还要保证局部稳定薄壁钢管,以便来提高了钢管混凝土构件的承载力。因此, 钢管混凝土是一种具有独特工作特性的组合材料:。弹性工作却塑性破坏, 承载力高但极限压缩变形大。其应力应变关系非常接近于钢材的性
6、能。同时,核心混凝土在钢管的限制下能够改善其弹性性能,产生了大的变形损坏。试验表明,当混凝土柱的破坏可被压缩到2/3的原始长度,示出了塑料部件发生故障的所有特征,因此这种构件承受冲击和振动载荷,变形能力,并具有良好的能力以及该成员的有地震荷载及风荷载,表现出优良的稳定性下更好的动态性能的结构体系变形后恢复。此外,有利的使用钢管混凝土高强度材料,近年来应用更广泛的高强度混凝土,然而, 混凝土的强度越高, 其脆性破坏就会越严重, 这就制约了高强混凝土在实际工程中的应用, 只有在三向受力的状态下, 才能有效的预防
7、混凝土的脆性爆裂, 钢管混凝土就有这样的优点。3 拱结构使用钢管混凝土的优点拱桥的拱肋作为以受压为主的构件, 其稳定性的问题就比较突出;在跨度比较大的桥梁中,一般使用强度比较高的材料,而桥梁跨度的相应增加,将需要增加其抗振性能,因此需要桥梁结构具有较好的延展性和恢复性的能力。钢管混凝土复合材料在桥梁能够很好地满足了上述问题。此外,钢管混凝土拱桥,大大的减轻了自身的重量,还可以提高大跨度拱桥的抗风抗震的能力。大跨度拱桥的横向刚度相对较小,风荷载作用下,就会产生较大的侧向变形,便会影响桥梁的运营,甚至导致毁灭。
8、构件在所在地区所受风荷载的大小与当地的基本风压、构件的风载体型系数、以及构件的阻风外部尺寸等因素有关。跨度较大的钢筋混凝土拱桥虽然可以采用空心拱肋构件, 但因为其截面的外形尺寸较大, 阻风面积大, 因此所受风荷载大, 其侧向稳定性就会变得比较差差; 而采用钢管混凝土材料, 拱肋可以根据不同的需要做成型式合理的格构式曲桁架结构, 同时结构的刚度获得了保证, 在结构构件的整体稳定性良好的基础上, 使拱肋结构变得通透,