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钢管混凝土哑铃形拱肋灌注混凝土时的截面应力分析

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中国公路学报 2005年第1期18卷 73-76页

作者：陈宝春肖泽荣韦建刚福州大学土木建筑工程学院福建福州350002 福州市规划设计研究院福建福州350003

针对钢管混凝土哑铃形拱肋灌注混凝土时容易发生爆管事故的问题,建立了有限元模型,对灌注管内混凝土时钢管拱肋的截面应力进行了分析。分析时考虑了各种灌注顺序和工况。分析结果表明:哑铃形截面在灌注腹腔混凝土时,钢管与腹板交接处将... 详细信息

针对钢管混凝土哑铃形拱肋灌注混凝土时容易发生爆管事故的问题,建立了有限元模型,对灌注管内混凝土时钢管拱肋的截面应力进行了分析。分析时考虑了各种灌注顺序和工况。分析结果表明:哑铃形截面在灌注腹腔混凝土时,钢管与腹板交接处将产生很大的应力,是产生爆管事故的主要原因。哑铃形截面灌注混凝土时的受力情况与灌注顺序有关,灌注的顺序以先腹腔后两管的顺序最为不利,先两管后腹腔的受力较为有利。为防止爆管事故,建议采用拉杆或型钢加劲腹板,并采用分腔灌注。

关键词：桥梁工程钢管混凝土有限元法哑铃形拱肋应力施工

管拱面内五点对称加载试验及其承载力简化算法研究

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工程力学 2007年第6期24卷 73-78页

作者：陈宝春韦建刚福州大学土木工程学院福州350002

进行了钢管拱和钢管混凝土拱面内五点对称加载受力全过程试验。对多点对称荷载作用下管拱受力性能进行了讨论,对管拱极限承载力的简化算法进行了分析。结果表明,对称多点集中力下,非纯压拱会发生非线性分支屈曲破坏;拱以受压为主时,管... 详细信息

进行了钢管拱和钢管混凝土拱面内五点对称加载受力全过程试验。对多点对称荷载作用下管拱受力性能进行了讨论,对管拱极限承载力的简化算法进行了分析。结果表明,对称多点集中力下,非纯压拱会发生非线性分支屈曲破坏;拱以受压为主时,管内混凝土对提高拱的极限承载力和刚度均有较大的作用;采用等效梁柱法进行管拱极限承载力计算具有较好的稳定性。

关键词：桥梁工程钢管钢管混凝土拱试验稳定分支极限承载力

波形钢腹板-混凝土组合箱拱面内受力全过程试验研究

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工程力学 2011年第5期28卷 90-96,104页

作者：韦建刚黄卿维陈宝春福州大学土木工程学院福州350108

波形钢腹板-混凝土组合箱拱是一种新型的组合拱结构。进行了该组合拱模型的面内两点非对称加载试验。建立了考虑材料与几何双重非线性的有限元模型,对模型拱面内受力全过程进行了分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好。研究表明,波形... 详细信息

波形钢腹板-混凝土组合箱拱是一种新型的组合拱结构。进行了该组合拱模型的面内两点非对称加载试验。建立了考虑材料与几何双重非线性的有限元模型,对模型拱面内受力全过程进行了分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好。研究表明,波形钢腹板-混凝土组合模型拱在弹性阶段的截面纵向应变满足"拟平截面假定",挠度计算中需考虑波形钢腹板剪切变形的影响。与平钢腹板-混凝土组合箱拱、混凝土箱拱的破坏机理进行了比较,提出波形钢腹板-混凝土组合箱拱极限承载力的简化计算方法。

关键词：波形钢腹板箱拱试验有限元法非线性极限承载力极限分析法

钢管混凝土压弯拱非线性临界荷载计算的等效梁柱法

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工程力学 2010年第10期27卷 104-109页

作者：韦建刚陈宝春吴庆雄福州大学土木工程学院福建福州350108

对于截面上同时存在轴力与弯矩共同作用的抛物线钢管混凝土压弯拱的失稳临界荷载,采用截面内力的相关方程进行了等效梁柱法的计算;对于相关方程中的稳定系数,采用了考虑矢跨比因素的系数K1和初始缺陷因素的系数K2的乘积形式来表达;对采... 详细信息

对于截面上同时存在轴力与弯矩共同作用的抛物线钢管混凝土压弯拱的失稳临界荷载,采用截面内力的相关方程进行了等效梁柱法的计算;对于相关方程中的稳定系数,采用了考虑矢跨比因素的系数K1和初始缺陷因素的系数K2的乘积形式来表达;对采用不同钢管混凝土结构理论体系中的相关方程进行拱的非线性失稳临界荷载计算进行了讨论。通过与试验结果和有限元结果的对比表明,该文所提出的等效梁柱法能方便且较精确地计算抛物线压弯钢管混凝土拱的极限承载力。

关键词：钢管混凝土拱压弯临界荷载等效梁柱法双重非线性

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管拱面内两点非对称加载试验研究

土木工程学报 2006年第1期39卷 43-49页

作者：陈宝春韦建刚林英福州大学福建福州350002 同济大学上海200092

对钢管混凝土拱和钢管-钢管混凝土复合拱进行面内两点非对称加载试验。建立了双重非线性有限元计算模型,对模型拱的挠度、钢管应变、材料非线性与几何非线性影响、管内混凝土对极限承载力的影响进行了分析。分析结果表明,管内混凝土提... 详细信息

对钢管混凝土拱和钢管-钢管混凝土复合拱进行面内两点非对称加载试验。建立了双重非线性有限元计算模型,对模型拱的挠度、钢管应变、材料非线性与几何非线性影响、管内混凝土对极限承载力的影响进行了分析。分析结果表明,管内混凝土提高拱的极限承载力的能力与拱的加载工况有关,当拱以受弯为主时,这种提高作用较小,当拱以受压为主时,这种提高作用较大;在受力全过程中,材料非线性的影响是主要的,几何非线性的影响是次要的,但由于存在耦合作用,分析时应考虑双重非线性的影响;对于复合拱,拱肋在变刚度靠空钢管一侧的受力情况较为复杂与不利。

关键词：钢管混凝土复合拱面内试验极限承载力

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大跨度桥梁多目标等效静力风荷载基向量法

土木工程学报 2019年第7期52卷 110-117页

作者：董锐葛耀君杨詠昕韦建刚福州大学福建福州350108 同济大学上海200092 福建工程学院福建福州350118

由于结构抖振响应计算复杂,目前主流风荷载设计规范均采用等效静力风荷载做等代替换。文中以桥梁结构为研究对象,对抖振响应的多目标等效静力风荷载计算方法进行研究。首先,采用经典的荷载-响应相关(LRC)法获得大跨度桥梁主梁各节点处... 详细信息

由于结构抖振响应计算复杂,目前主流风荷载设计规范均采用等效静力风荷载做等代替换。文中以桥梁结构为研究对象,对抖振响应的多目标等效静力风荷载计算方法进行研究。首先,采用经典的荷载-响应相关(LRC)法获得大跨度桥梁主梁各节点处的等效静力风荷载向量,并组成荷载矩阵FLRC;其次,采用本征正交分解(POD)技术获得FLRC的本征模态矩阵ΦLRC;然后,以主梁的抖振响应极值为等效目标,选取ΦLRC的前i阶本征模态作为构建等效静力风荷载的基向量,获得最小二乘意义的多目标等效静力风荷载;最后,以东海大桥为例对该方法的有效性进行验证。结果表明,由于ΦLRC同时包含了脉动风荷载和抖振响应的主要信息,同时是依据重要程度排序,按照文中方法获得的多目标等效静力风荷载在抖振响应计算精度和荷载分布的合理性方面均表现良好。

关键词：等效静力风荷载桥梁多目标荷载-响应相关法本征正交分解抖振

初应力对钢管混凝土单圆管拱极限承载力影响的研究

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工程力学 2010年第7期27卷 103-112页

作者：韦建刚黄福云陈宝春福州大学土木工程学院福建福州350108

钢管混凝土拱施工时在管内混凝土固结前,钢管拱肋要承担其自重和管内混凝土的重量,在钢管上产生了初应力。进行了4根具有不同初应力度的钢管混凝土单圆管拱极限承载力的试验和初应力对钢管混凝土拱极限承载力影响的有限元参数分析。结... 详细信息

钢管混凝土拱施工时在管内混凝土固结前,钢管拱肋要承担其自重和管内混凝土的重量,在钢管上产生了初应力。进行了4根具有不同初应力度的钢管混凝土单圆管拱极限承载力的试验和初应力对钢管混凝土拱极限承载力影响的有限元参数分析。结果表明,初应力不影响其破坏模式,但会使极限承载力降低。初应力度对极限承载力的影响,还与拱的长细比和矢跨比有关,而与加载方式相关不大。初应力作用下钢管混凝土单圆管拱极限承载力的计算可以用初应力度折减系数Kp与无初应力拱的极限承载力Pu0相乘得到,其中初应力度折减系数Kp可由与长细比有关的系数乘以矢跨比有关的系数的双系数乘积求得,而无初应力拱的极限承载力用修正的等效梁柱法计算。

关键词：钢管混凝土初应力试验单圆管极限承载力拱

圆高强钢管超高性能混凝土轴压柱稳定性能试验研究

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建筑结构学报 2019年第S01期40卷 200-206页

作者：韦建刚罗霞谢志涛福州大学土木工程学院福建福州350116 福建工程学院土木工程学院福建福州350118

以长径比为研究参数,进行7根圆高强钢管超高性能混凝土(UHPC)柱(钢管屈服强度为1 020 MPa,内填素UHPC抗压强度为147 MPa)的轴压试验。研究结果表明:随着长径比(3~18)的增加,由初始缺陷引起的二阶效应越显著,组合柱承载力减小,材料强度... 详细信息

以长径比为研究参数,进行7根圆高强钢管超高性能混凝土(UHPC)柱(钢管屈服强度为1 020 MPa,内填素UHPC抗压强度为147 MPa)的轴压试验。研究结果表明:随着长径比(3~18)的增加,由初始缺陷引起的二阶效应越显著,组合柱承载力减小,材料强度得到发挥的程度降低,组合柱的破坏模式从强度破坏向失稳弯曲破坏发展。基于试验验证的有限元模型,对长径比参数进行了细化分析。对比有限元计算结果与中国规范的预测值发现,随着组成材料强度的提高,现有承载力稳定折减系数计算方法并不完全适用于高强钢管UHPC组合柱。为此,基于数据拟合,对计算方法进行了修正,计算结果表明,修正后的稳定折减系数公式计算结果与有限元结果吻合较好。

关键词：组合柱高强钢超高性能混凝土轴压试验长径比稳定

钢管混凝土(单圆管)拱肋刚度对其动力特性的影响

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地震工程与工程振动 2004年第3期24卷 105-109页

作者：陈宝春韦建刚福州大学土建学院福建福州350002

钢管混凝土的截面刚度应用不同的规范计算的结果之间存在着差异。本文以一座实桥为研究对象,讨论了这种差异对钢管混凝土拱桥动力特性的影响。分析表明,不同规范引起的钢管混凝土拱肋刚度的计算值的不同对钢管混凝土拱桥动力特性计算结... 详细信息

钢管混凝土的截面刚度应用不同的规范计算的结果之间存在着差异。本文以一座实桥为研究对象,讨论了这种差异对钢管混凝土拱桥动力特性的影响。分析表明,不同规范引起的钢管混凝土拱肋刚度的计算值的不同对钢管混凝土拱桥动力特性计算结果的影响较小。对自振频率,抗弯刚度取值的变化有一定的影响,但抗压刚度的影响极小;对自振振型,抗弯与抗压刚度取值的变化均无影响。

关键词：钢管混凝土拱刚度动力特性