钢管混凝土肋拱桥极限承载力分析

《钢管混凝土肋拱桥极限承载力分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、钢管浞凝土肋拱桥极限承载力分析钢管混凝土肋拱桥极限承载力分析•陈荣刚（福州京福高速公路有限公司福州350002）•郑振飞（福州大学土木建筑工程学院福州350002）摘要：应用极限平衡理论建立了无铰拱肋极限分析的线性规划数学模型，通过实例分析了格构式钢管混凝土肋拱桥拱肋极限状态时的承载能力问题。提出了肋拱桥极限承载能力的理论计算模型，并对肋拱桥的承载潜力分析进行有益探索。关键词：肋拱桥；钢管混凝土；极限分析；线性规划20世纪初，西欧、北美、日本和前苏联等工业发达国家开始在厂房建筑等土建工程中应用钢管混凝土结构，并进行了一系列

2、研究。我国于50年代末开始进行钢一混凝土组合结构的研究。1990年建造了第一座钢管混凝土拱桥四川旺苍东河大桥，此后短短儿年内，已建和在建的有数十座钢管混凝土拱桥［1］。由于钢管混凝土结构特有的力学性能和施工上的优越性给拱桥的发展注入了新生和活力，使其有着广阔的应用前景。对钢管混凝土拱桥计算［2］理论研宄情况进行了较全面的分析，指出钢管混凝土拱桥的极限承载力的分析有待进一步研宂。本文结合钢管混凝土的材料性能和肋式拱桥的受力特点，采用成熟的线性规划方法并结合实例对钢管混凝土肋拱桥的极限承载能力进行分析，提出了肋拱桥极限承载能力

3、理论计算模型，并对肋拱桥的承载潜力进行有益的探索。1结构极限分析的静力法结构极限分析指出，结构在载荷Pi（i=l,2,...，m）作用下到达极限状态时的内力设为Qj，相应的广义位移为⑽i及qj，极限分析的真实解必须同时满足下列三个条件：（1）平衡条件，Qj是静力许可的；（2）机构条件，⑽j、qj是运动许可的；（3）屈服条件，QjQ*j。超静定结构具有多余约束，使得结构的内力不能由静力平衡方程唯一确定。但根据极限分析定理仍可由静力法确定极限状态时结构的内力及载荷。设定一内力分布Qj，满足QjQ*j，并满足內外力平衡条件，则可

4、求出相应的载荷Pi。当这一内力分布是真实的内力分布，则结构变成机构，此时对应的载荷Pi是极限载荷P0。根据极限分析下限定理，静力法求得载荷P0是真实极限载荷Ps的下限，即P0Ps。因此，用静力法求得的极限载荷越大越接近真实极限载荷，其数学模型表达如下：MaximizePiSubjectto静力平衡条件（1）屈服条件P60,i=l,2,...，m式（1）的关键是屈服条件的表达和求解。图1格构式截面示意图2M—N相关曲线示意2格构式钢管混凝土拱肋的屈服条件拱肋格构式钢管混凝土截面如图1所示。对于格构式钢管混凝土的拱肋,根据平截

5、面假定，每一个钢管及核心混凝土纤维纵向应变变化很少，本文认为各肢钢管混凝土整个截而处于管轴线处的应变下的轴心受钢管浞凝土肋拱桥极限承载力分析钢管混凝土肋拱桥极限承载力分析•陈荣刚（福州京福高速公路有限公司福州350002）•郑振飞（福州大学土木建筑工程学院福州350002）摘要：应用极限平衡理论建立了无铰拱肋极限分析的线性规划数学模型，通过实例分析了格构式钢管混凝土肋拱桥拱肋极限状态时的承载能力问题。提出了肋拱桥极限承载能力的理论计算模型，并对肋拱桥的承载潜力分析进行有益探索。关键词：肋拱桥；钢管混凝土；极限分析；线性规划

6、20世纪初，西欧、北美、日本和前苏联等工业发达国家开始在厂房建筑等土建工程中应用钢管混凝土结构，并进行了一系列研究。我国于50年代末开始进行钢一混凝土组合结构的研究。1990年建造了第一座钢管混凝土拱桥四川旺苍东河大桥，此后短短儿年内，已建和在建的有数十座钢管混凝土拱桥［1］。由于钢管混凝土结构特有的力学性能和施工上的优越性给拱桥的发展注入了新生和活力，使其有着广阔的应用前景。对钢管混凝土拱桥计算［2］理论研宄情况进行了较全面的分析，指出钢管混凝土拱桥的极限承载力的分析有待进一步研宂。本文结合钢管混凝土的材料性能和肋式拱桥

7、的受力特点，采用成熟的线性规划方法并结合实例对钢管混凝土肋拱桥的极限承载能力进行分析，提出了肋拱桥极限承载能力理论计算模型，并对肋拱桥的承载潜力进行有益的探索。1结构极限分析的静力法结构极限分析指出，结构在载荷Pi（i=l,2,...，m）作用下到达极限状态时的内力设为Qj，相应的广义位移为⑽i及qj，极限分析的真实解必须同时满足下列三个条件：（1）平衡条件，Qj是静力许可的；（2）机构条件，⑽j、qj是运动许可的；（3）屈服条件，QjQ*j。超静定结构具有多余约束，使得结构的内力不能由静力平衡方程唯一确定。但根据极限分析

8、定理仍可由静力法确定极限状态时结构的内力及载荷。设定一内力分布Qj，满足QjQ*j，并满足內外力平衡条件，则可求出相应的载荷Pi。当这一内力分布是真实的内力分布，则结构变成机构，此时对应的载荷Pi是极限载荷P0。根据极限分析下限定理，静力法求得载荷P0是真实极限载荷Ps的下限，即P0Ps。因此，用静力法