关键词：钢管混凝土、有限元、建模
Analysis on the characteristics of concrete filled steel tubular basket arch bridge
Bao Xiang Dong Yun-feng Zhang Jin-xiang
(Jilin Jjianzhu University,Changchun 130118 ,China)
Abstract: Steel reinforced concrete structure has many advantages, such as high bearing capacity, excellent seismic performance and so on. We use the finite element software to carry on the vertical load analysis to the steel reinforced concrete bridge structure, which lays the foundation for the bridge structure to be more safe and reliable in the engineering field.
Key words: concrete filled steel tube、Finite?element、modeling.
钢管混凝土是我国近年来桥梁建筑发展的新技术, 具有抗变形能力强、质量轻、强度大等优点，较好地解决了大多数修建桥梁所要求的安装质量轻、施工简便、承载能力大的诸多矛盾, 是跨径较大的拱桥一种理想的结构形。
当今桥梁美学日益受到重视, 而拱桥又是一种极具美学欣赏价值的桥梁形式。中国是桥的故乡，自古就有“桥的国度”之称，有着深厚的文化基础和底蕴。钢管混凝土拱桥不仅外形美观, 而且跨越能力大。
1.钢管混凝土桥梁结构建模
主桥桥梁结构模型桥形式采用下承式钢管混凝土系杆拱桥。钢管混凝土拱桥是指先用钢管形成拱桥的施工骨架，后在钢管内灌注混凝土形成拱肋，而后安装桥面系杆及桥面。钢管混凝土由于在钢管内填筑了混凝土，从而解决了钢管承受荷载时管壁的稳定问题；由于钢管壁对管内混凝土的套箍作用，限制了核心混凝土受压后的横向变形，使核心混凝土处于三向受压状态工作，提高了混凝土的抗压强度、变形能力以及耐疲劳和耐冲击能力，使构件的破坏由脆性破坏转为塑性破坏；由于钢管在管内混凝土施工中的模板作用和引入泵送混凝土施工，使施工工艺简捷，施工速度成倍提高，较好地解决了施工的安全和经济问题。计算跨径为60m。拱肋采用钢管混凝土结构，由两根Ф45cm的钢管通过中间腹板连接，中间拱肋厚度为14mm的16Mn钢板制成，拱肋内灌注C50混凝土，形成钢管混凝土结构。桥面板厚度为20cm的矩形预制板。桥梁下部采用大开挖基础。桥梁宽度结构模型采用主桥为3.15（人行道）+1.5（拱肋）+0.85（路缘）+9（行车道）+ 3.15（人行道）+1.5（拱肋）+0.85（路缘）共20米宽。桥梁结构模型中的拱桥拱肋的计算矢高12m与计算跨径60m之比为0.25，又称矢度。桥梁设计荷载为汽车荷载。
2. 有限元分析
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采用MIDAS软件对钢管混凝土提篮拱桥的桥梁进行分析，得到其整体在受力时的位移图和内力图，见如图2、图3、图4所示。其最大位移发生在桥梁中部，最大剪力发生在桥梁端部，桥梁端部弯矩最大,其结果见表1，满足规范要求。钢管混凝土提篮拱桥桥梁结构进行竖向荷载作用的计算宜采用阵型分解反应谱法，结果表明钢管混凝土结构节点移数值十分微小，对于结构的承载能力有极大的提升。
3.结语
本文应用MIDAS软件对钢管混凝土提篮拱桥桥梁结构在竖向荷载作用下进行分析，很好的获得了竖向荷载作用下位移数据与内力图，但是对于钢管混凝土提篮桥梁结构的配筋方面我们只给出了钢管混凝土的尺寸要求，未作出详细的钢筋配筋方案待后续项目继续得以完善。通过对钢管混凝土桥梁的优化，可以增加桥梁的结构安全稳定性，减少桥梁的刚性破坏，从而增强承受更大竖向荷载的能力，为今后设计提供理论数据。
参考文献
[1]《YB 9082-2006 钢管混凝土结构技术规程》
[2]《MIDAS GEN 从入门到精通》（中国建筑工业出版社）
[3] 陈宝春. 钢管混凝土拱桥设计与施工[ M ] . 北京: 人民交通出版社, 1999.
[4] 陈宝春, 郑皆连. 钢管混凝土拱桥实例集( 一) [ M ] . 北京: 人民交通出版社, 2002.
[5] 蔡绍怀. 现代钢管混凝土结构[ M ] . 北京: 人民交通出版社,2003.
[6] 钟善桐. 钢管混凝土结构[ M ] . 哈尔滨: 黑龙江科学技术出版社，1994.
论文作者:包响,,,董云峰张金祥
论文发表刊物:《建筑实践》2020年01期
论文发表时间:2020/4/27
标签：钢管论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 拱桥论文; 荷载论文; 结构论文; 混凝土结构论文; 《建筑实践》2020年01期论文;