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中英文对照外文翻译文献(文档含英文原文和中文翻译)英文:1.1ApproachforanalyzingtheultimatestrengthofconcretefilledsteeltubulararchbridgeswithstiffeninggirderAbstract:Aconvenientapproachisproposedforanalyzingtheultimateloadcarryingcapacityofconcretefilledsteeltubular(CFST)archbridgewithstiffeninggirders.AfibermodelbeamelementisspeciallyusedtosimulatethestiffeninggirderandCFSTarchrib.Thegeometricnonlinearity,materialnonlinearity。influenceoftheconstructionprocessandthecontributionofprestressingreinforcementarealltakenintoconsideration.Theaccuracyofthismethodisvalidatedbycomparingitsresultswithexperimentalresults.Finally,theultimatestrengthofanabnormalCFSTarchbridgewithstiffeninggirdersisinvestigatedandtheeffectofconstructionmethodisdiscussed.Itisconcludedthattheconstructionprocesshaslittleeffectontheultimatestrengthofthebridge.Keywords:Ultimatestrength,Concretefilledsteeltubular(CFST)archbridge,Stiffeninggirder,Fibermodelbeamelement,Constructionprocessdoi:10.1631/jzus.2007.A0682NTRODUCTIONWiththeincreasingapplicationsofconcretefilledsteeltubular(CFST)structuresincivilengi-neeringinChina,archbridgeshavebecomeoneofthecompetitivestylesinmoderatespanorlongspanbridges.TakingtheFuxingBridgeinHangzhou(Zhaoetal.,2004),andWushanBridgeinChongqing(Zhangetal.,2003),China,asrepresentatives,thestructuralconfiguration,thespanandconstructionscaleofsuchbridgeshavesurpassedthoseofexistingCFSTarchbridgesintheworld.Therefore,itisofgreatimportancetoenhancethetheoreticallevelinthedesignofCFSTarchbridgesforsafetyandeconomy.hecalculationofultimatebearingcapacityisasignificantissueindesignofCFSTarchbridges.Asanarchstructureisprimarilysubjectedtocompres-siveforces,theultimatestrengthofCFSTarchbridgeisdeterminedbythestabilityrequirement.Anumberoftheoreticalstudieswereconductedinthepasttoinvestigatethestabilityandload-carryingcapacityofCFSTarchbridges.Zengetal.(2003)studiedtheloadcapacityofCFSTarchbridgeusingacompositebeamelement,involvinggeometricandmaterialnonlin-earity.Zhangetal.(2006)derivedatangentstiffnessmatrixforspatialCFSTpoleelementtoconsiderthegeometricandmaterialnonlinearitiesunderlargedisplacementbyco-rotationalcoordinatemethod.Xieetal.(2005)proposedanumericalmethodtodeterminetheultimatestrengthofCFSTarchbridgesandrevealedthattheeffectoftheconstitutiverelationofconfinedconcreteisnotsignificant.Huetal.(2006)investigatedtheeffectofPoisson’sratioofcoreconcreteontheultimatebearingcapacityofalongspanCFSTarchbridgeandfoundthatthebearingcapacityisenhancedby10%ifthePoisson’sratioisvariable.Ontheotherhand,manyexperimentalstudiesontheultimatestrengthofnakedCFSTarchriborCFSTarchbridgemodelhadbeenconducted.ExperimentalstudiesonCFSTarchribunderin-planeandout-of-planeloadswerecarriedoutbyChenandChen2000)andChenetalmetricalnonlinearitywassignificantfortheout-of-planestrengthandlesssignificantforthein-planestrength.Cuietal.(2004)introducedaglobalmodeltestofaCFSTarchbridgewithspanof308m,andsuggestedthattheinfluenceofinitialstressshouldbeconsidered.TheabovepapersmainlyfocusedontheultimatestrengthofCFSTnakedarchribsorCFSTarchbridgeswithfloatingdeck.NoattemptwasmadetostudytheultimatestrengthofCFSTarchbridgeswithstiffeninggirderswhosenonlinearbehaviorandCFSTarchshouldbesimulatedduetotheredistributionofinnerforcesbetweenarchribsandstiffeninggirders.Ingeneral,stiffeninggirderscanbeclassifiedintosteelgirder,PC(prestressingconcrete)girderandteel-concretecombinationgirder.ItismostdifficulttosimulatethenonlinearbehaviorofPCgirder,duetotheinfluenceofprestressingreinforcement.Incontrasttosteelorsteel-concretecombinationbeam,theprestressingreinforcementsinPCgirdersnotonlyofferstrengthandstiffnessdirectly,buttheirtensiongreatlyaffectsthestiffnessanddistributionoftheinitialforcesinthestructure.Theaimsofthispaperare(1)topresentanelas-tic-plasticanalysisoftheultimatestrengthofCFSTarchbridgewitharbitrarystiffeninggirders;(2)tostudytheultimateload-carryingcapacityofacomplicatedCFSTarchbridgewithabnormalarchribsandPCstiffeninggirders;and(3)toinvestigatetheeffectofconstructionmethodsontheultimatestrengthofthestructure.ANALYTICALTHEORYElasto-plasticlargedeformationofPCgirderelementTheelasto-plasiclargedeformationanalysisofPCbeamelementsisbasedonthefollowingfundamentalassumptions:(1)Aplanesectionoriginallynormaltotheneutralaxisalwaysremainsaplaneandnormaltotheneutralaxisduringdeformation;(2)Thesheardeformationduetoshearstressisneglected;TheSaint-Venanttorsionalprincipleholdsin(4)Theeffectofshearstressonthestress-strainrelationshipisignored.Thecross-sectionofaPCboxgirderwithonesymmetricaxisisdepictedinFig.1,where,Gandsdenotethegeometrycenterandtheshearcenterre-spectively.Accordingtothefirstandthethirdas-sumptionslistedabove,thedisplacementincrementsofpointA(x,y)inthesectioncanbeexpressedintermsofthedisplacementincrementsatthegeometrycenterandtheshearcenteraswhereKtoristhecoefficientfactorwhichisrelatedtothegeometryshapeofthegirdercross-section.Similarto3Delasticbeamtheory,thedisplacementincrementofthegirdercanbeexpressedintermsofthenodaldisplacementincrementsasinwhichLdenotestheelementlength,andzistheaxialcoordinateofthelocalcoordinatesystemofanelement.Then,thedisplacementvectorofanysectionoftheelementcanbewrittenaswhere∆uisthedisplacementvectorofanysectionofthebeamelement,Nistheshapefunctionmatrixand∆ueisthedisplacementvectoroftheelementnode.TheyarerespectivelyexpressedasAccordingtoEq.(2),thelinearstraincanbeex-pressedasinwhichBListhelinearstrainmatrixoftheelementCorrespondingly,thenonlinearstrainmaybeexpressedaswhereBNListhenonlinearstrainmatrixoftheele-mentThestressincrement∆σcanbeapproximatedusingthelinearstrainincrementaswhereDisthematerialpropertymatrix.Neglectingtheinfluenceoftheshearstrain,DcanbeexpressedwhereE(ε)isthetangentmodulusofthematerialwhichisdependentonthestrainstate,andGistheelasticshearingmodulusregardedasaconstant.Accordingtotheprincipleofvirtualwork,wehaveinwhichσand∆σarethestressvectorandstressincrementofthecurrentstate,qandParethedis-tributedloadandconcentratedloadvector,∆qand∆Paretheincrementsofdistributedloadandconcen-tratedload,δ∆uandδ∆εarethevirtualdisplacementandvirtualstrain,andVisthevolumeoftheelement.SubstituteEqs.(9),(11)and(14)intoEq.(16)andignoretheinfinitesimalvariable∆σ∆εN,wehavewhere∆Feistheincrementofelementloadvectorcorrespondingto∆ue,theelementdisplacementvec-tor.KepandKσaretheelasto-plasticandgeometricstiffnessmatrixesofthebeamelementrespectivelyasfollowsThedistributionofelasticandplasticzonesisnon-uniformintheelement,andvariesduringde-formation.ItisverydifficulttopresentanexplicitexpressionofthepropertymatrixDforthewholesection.Hence,thesectionisdividedintomanysubareas,asshowninFig.2,andthefibermodelisadoptedtocalculatetheelement’sstiffnessmatrix,i.e.Obviously,ifthenumberofsubareasissuffi-cientlylarge,theresultofEq.(19)willapproachtheexactsolution.ThevalueofKepiscalculatedusingnumericalintegration,withDibeingregardedasi.TocomputethegeometricstiffnessmatrixKσ,thenormalstressshouldbeexpressedintermsofaxialforceandbendingmoment,whichactuallyhasverylittlecontributiontothegeometricstiffness,sowhereNistheaxialforce,andAisthesectionalarea.PrestressingreinforcementelementThereinforcedbarsparalleltothebeamaxismayberegardedasfibers,whosecontributionstothestiffnesscouldbereadilyaccountedforinEq.(19).Thecontributionstothestiffnessfromthosenotpar-alleltothebeamandtheprestressingreinforcement(PR),willhoweverbecalculatedinthefollowingsection.ThedisplacementincrementoftwoendsoftheprestressingreinforcementinFig.3canbeexpressedbyEq.(21):nwhichkepandkσarerespectivelytheelasto-plasticandthegeometricstiffnessmatrixes,∆δisthenodaldisplacementvector,and∆fisthenodalforcevectoroftheprestressingreinforcementelementinthelocalcoordinatesystem.AccordingtoFig.4,∆δand∆fcanbewrittenintheformThenthestiffnessmatrixep(k+k)σoftherein-accordingly.CFSTarchrib,steelgirderorsteel-concretegirderelementThefibermodelmentionedabovecanalsobeusedtosimulatetheCFSTarchrib,steelstiffeninggirderorsteel-concretecompositestiffeninggirder,withsimilarelasto-plasticstiffnessmatrixandstiff-nessequation.Thedetaileddescriptionofthedeductioncanbefoundin(Xieetal.,2005).However,fortheCFSTarchrib,thestress-strainrelationofstructureisverycomplexduetothecom-binedinfluenceoftheconfinedconcreteandoutersteeltube.Inthispaper,thefollowingstress-strainrelationconsideringtheconfinementeffectofthesteeltubering(Han,2000)isadopted:whereσytandσycaretheyieldstrengthsofthetensionandcompressionsidesofthesteeltuberespectively,βtandβcarethecorrespondingcoefficients.Fig.5bdepictedthebilinearstress-strainrelationshipcon-Thesecondarymodulusofthesteeltubetendencyoflocalbucklingofthesteeltube,isassumedtobe1%oftheinitialelasticmodulus.HangerelementThemechanicalbehaviorofcablessuchasthatofhangersandtiebars,issimilartothatoftrussele-ments,exceptthatcablescannotbearcompressiveelasto-plasticcomputationtheoryofflexiblecableconsideringtheeffectofsagwaspresentedby(Xieeal.,1998).Inmostbridges,however,saghaslittlefectonthemechanicalbehaviorofhangers.Hence,hangersofarchbridgesaretreatedaselasto-plastictrusseswithnocompressionstrength,andthestiff-nessequationisexpressedbyEq.(22).PROGRAMSCHEMEFORULTIMATEBEARINGCAPACITYCALCULATIOerectionwithoutbrackets,andconsistsofmanyconstructionstages.Thus,thefunc-tionofsimulatingtheconstructionprocessmustbetakenintoaccountinthedevelopedprogramforcal-culatingultimatebearingcapacity,includingthegradualactionofload,thestep-by-stepformationofthestructure,theinfluenceofinitialdisplacementandinitialstress.TheschemefortheprogramisindicatedinFig.6.Themodifiedarc-lengthincrementtecniqueisadoptedtosolvetheresultingnonlinearequation(Crisfield,1981).VALIDATIONOFTHEMETHODFORAPCGIRDERTheaccuracyofcomputationoftheultimatestrengthforCFSTelementhasbeenconfirmedin(Xieetal.,2005).Inthispaper,theprecisionofthepresenttheoryischeckedforaPCgirderbycomparisonwiththeexperimentalresult.Fig.7showsthecross-sectionandreinforcementsofthegirder,whichspans13m,with9bundlesofprestressingreinforcementsand11branchesofnonprestressingreinforcedbars.Thedesignstrengthoftheconcreteis22.4MPa,andthoseofnonprestressingreinforcedbarsAandBdepictedinFig.7aare195MPaand280MParespectivelyofwhichthediametersare12mmand8mm.Theprestressingreinforcementishigh-strengthlow-rela-xationsteelstrandwithdesignstrengthof1860MPaandthecontrolforceofeachbundleisNk=195kN.MoredetailedinformationabouttheexperimentonthisPCgirderisavailablein(Chen,2005).ComparisonofthedeflectionatthemidspanisdepictedinFig.8,showinggoodconsistencybetweenhenumericalsimulationandexperimentalresult.Fig.5Stress-straincurvesofsteeltube(a)Yieldcondition;(b)Stress-strainrelationshipAPPLICATIONINBRIDGEDESIGNTheultimatestrengthofFenghuajiangBridgeinNingbo,Zhejiang,Chinaisstudiedinvolvingtheeffectofconstructionprocesstodemonstratetheapplicabilityofthepresentapproachinbridgedesign.Fig.9showsthedesignschemeofFenghuajiangBridgewhichisagirderandarchcombinationbridgewithcentralspanof138m.ThecentralspanofthestiffeninggirderismadeupofsteelandPCcompositebox.ThesidespanofthestiffeninggirderismadeupofPCbox.TheabnormalCFSTarchinthecentralspaniscomposedofthreearches,withonemainarchribinthecenterandtwosecondaryarchribs.Thediameterofthemainarchribis1.8m,andthoseoftheothertwoare1.5m.Thedesignstrengthoftheconcreteusedinthebridgeis22.4MPa.ThearchribsarelinkedwithsteelpipesandI-steelbearingmembers,formingatrussarchbridge.Themainarchandthedeckareconnectedwithverticalhangers.Thesecondaryarchesandthedeckareconnectedwithinclinedhangers.Totakeintoaccounttheeffectoftheconstructionmethodontheultimatebearingcapacity,itisassumedthatthebridgeisconstructedbytwokindsofmethods.InCaseI,thereisonlyaconstructionprocess,thesupportingframesforconstructionfallingonceafterthecompletionofthewholebridge.InCaseII,therearetwoconstructionprocesses,asshowninFig.10.ThefirstprocessisconstructionofthePCgirderonthesupportingframes.Thesecondprocessistofixthesteelgirder,assemblethearchrib,andtensionthetie-barandhangerstoseparatethesteelgirderfromtheframe.Prestressingreinforcementsinthegirderareproperlysimulatedinconstructionstages,butthereinforcedbarsarenotmodelledduetotheirlargenumber.Theelasto-plasticmechanicalbehaviorsofCFSTarchribs,hanger,bearingmember,steelpipe,tie-bar,etc.areanalyzed.TheultimatestrengthanalysisprocessisshowninFig.11.First,theinitialstressoftheestablishedbridgeiscalculatedunderdeadloadandprestressingforceincludinginitialtensionofthehangers,thetieandprestressingreinforcements.Thenthestressandisplacementunderliveloadarecomputed.Atlast,Theout-of-planedeformationcurvesatthequarterpointsofthemainarchribareshowninFig.14.TheverticalaxisdenotestheloadcoefficientµwhichdoesnotcontaintheoriginaldeadloadandliveloadexertedinFigs.11aand11b.When3.1≤µ≤3.2,thenonlinearbehaviorofthearchribbecomesobviousinthelateraldirection.Asshowninthefigure,thebucklingmodesinbothcasesareantisymmetricout-of-plane,andthebucklingloadfactorofthearchribisabout4.1consideringtheinitialdeadandliveload.AcomparisonofthelateralandverticaldeforMationsatthequarterpointofthemainarchbetweentwocasesisshowninFig.15,showingthatthedeviationoftheload-displacementcurvesofthetwocasesisverysmall,indicatingthattheinfluenceoftheconstructionmethodonthestabilitystrengthisveryslight.Besides,whenout-of-planebucklingoccurs,thebridgestillhascertainverticalstiffness.CONCLUSIONInanalyzingtheultimatestrengthoftheCFSTarchbridgeswithstiffeninggirders,simulatingthenonlinearbehaviorofstiffeninggirdersisasimpor-tantasthatoftheCFSTarchribduetotheredistributionofinnerforcebetweenarchribsandstiffeninggirders.Inthispaper,ananalyticalapproachforestimatingtheultimatebearingcapacityofCFSTarchbridgewithstiffeninggirderisproposed,whichtakesaccountoftheeffectsofmaterialandgeometricnonlinearityandthecontributionofprestressingreinforcement.Basedonthefiberbeamelementtheory,thedegreesoffreedomofthewholestructurecanbereduced,makingitveryfeasibletopredicttheultimatestrengthofthecomplexstructure.TheaccuracyofthepresentmethodwasexaminedbycomparisonwiththeexperimentalresultsforaPCgirder.Todemonstratetheapplicabilityofthepresentapproachinbridgedesign,theultimatestrengthofanabnormalCFSTarchbridgewithstiffeninggirderisstudiedconsideringtheeffectofconstructionprocess.Theresultshowsthattheconstructionprocessinfluencestheinitialinternalforceofthebridgesignificantly.Butithaslittleeffectontheultimatestrengthofthebridge.Therefore,therelativelyaccuratestabilitystrengthcanbeobtainedbyignoringtheinfluenceoftheconstructionprocess.ReferencesChen,H.Z.,2005.ResearchofCalculationandAnalysisofPCBoxGirderStructurewithLongSpan.Ph.DThesis,ZhejiangUniversity(inChinese).Chen,B.C.,Chen,Y.J.,2000.Experimentalstudyonme-chanicbehaviorsofconcrete-filledsteeltubularribarchunderin-planeloads.EngineeringMechanics,17(2):44-50(inChinese).Chen,B.C.,Wei,J.G.,Lin,J.Y.,2006.Experimentalstudyonconcretefilledsteeltubular(singletube)archwithoneribunderspatialloads.EngineeringMechanics,23(5):99-106(inChinese).Crisfield,M.A.,1981.Afastincrementaliterativesolutionprocedurethathandles“snapthrough”.ComputerandStructures,13(1-3):55-62.[doi:10.1016/0045-7949(81)90108-5]Cui,J.,Sun,B.N.,Lou,W.J.,Yang,L.X.,2004.Modelteststudyonconcrete-filledsteeltubetrussarchbridge.EngineeringMechanics,21(5):83-86(inChinese).e,X.,Chen,H.Z.,Li,H.,Song,S.R.,2005.Numericalanalysisofultimatestrengthofconcretefilledsteeltu-bulararchbridges.JournalofZhejiangUniversitySCI-ENCE,6A(8):859-868.[doi:10.1631/jzus.2005.A0859]Zeng,G.F.,Fan,L.C.,Zhang,G.Y.,2003.Loadcapacityanalysisofconcretefilledsteeltubearchbridgewiththecompositebeamelement.JournaloftheChinaRailwaySociety,25(5):97-102(inChinese).Zhang,Z.A.,Sun,Y.,Wang,M.Q.,2003.KeytechniqueintheerectionprocessoftheribsteelpipetrusssegmentsforWushanYangzeRiverbridge.Highway,12:26-32(inChinese).Zhang,Y.,Shao,X.D.,Cai,S.B.,Hu,J.H.,2006.Spatialnonlinearfiniteelementanalysisforlong-spantrussedCFSTarchbridge.ChinaJournalofHighwayandTransport,19(4):65-70(inChinese).Zhao,L.Q.,Xu,R.H.,Zheng,X.Z.,2004.OveralldesignofthefourthQiantangjiangRiverBridgeinHangzhou.BridgeConstruction,1:27-30(inChinese).翻译:分析钢管混凝土拱桥与加劲梁的极限强度的方法摘要:提出的方法是分析和研究负载承载能力的终极钢管混凝土钢管混凝土(加劲梁与钢管混凝土拱桥)。纤维模型梁单元A是专门用来模拟在加劲梁和钢管混凝土拱肋。非线性的几何,材料,施工过程的影响和贡献。本方法的精度是通过比较其结果与验证实验的结果。最后,由于最终的钢管混凝土拱桥异常是与梁的高度和施工方法的效果是讨论。它得出结论,是建筑过程的影响。因为小的原因影响这座桥。关键词:极限强度,混凝土钢管混凝土钢管(钢管混凝土)钢拱大桥,加劲梁,纤维模型梁单元建设流程介绍:增加混凝土的应用钢管混凝土钢管(钢管混凝土)钢结构土木工程,在中国有一个竞争方式或中等跨度跨度的拱形桥梁。杭州复兴大桥的酒店,与重庆市巫山大桥。因此,它是有伟大的失败的理论水平的重要性。钢管混凝土拱桥的设计与安全经济。极限承载力的计算是一个在钢管混凝土拱桥设计的重要问题。作为拱形结构主要承受压缩性力,钢管混凝土拱桥的极限承载力通过稳定性的要求确定。一些理论进行了研究,在过去的调查的稳定性和承载能力钢管混凝土拱桥。利用复合材料梁的钢管混凝土拱桥承载力。推导的切线刚度矩阵空间钢管混凝土杆单元采用共旋坐标法位移。谢提出了一种数值方法来阻止极限强度的钢管混凝土拱桥和表明,影响约束混凝土不显著。胡等人研究了对核心混凝土的泊松比的影响—对大跨度混凝土极限承载力钢管混凝土拱桥的承载能力和发现提高10%如果泊松比是可变的。另一方面,在许多的实验研究裸钢管混凝土拱肋钢管混凝土极限强度或拱桥模型进行了。实验对钢管混凝土拱肋的面内的研究面外的负载是由陈等人。表明测量非线性显著的出于对桥梁的强度和不重要面内强度。由崔等人(2004)引入了全球。对钢管混凝土拱桥的跨径308米的模型试验,并建议初始应力的影响应考虑。以上的论文主要集中在最终的钢管混凝土拱肋强度裸体或钢管混凝土拱浮动桥。没有尝试了研究钢管混凝土拱桥极限承载力与加劲梁的非线性行为钢管混凝土拱桥由于要模拟的再分配—拱肋和加劲之间的内力梁,在一般情况下,加劲梁可以分为钢桁梁,PC(预应力混凝土)梁钢-混凝土组合梁。这是最困难的模拟预应力混凝土梁的非线性行为,由于预应力筋的影响。其不仅在PC梁预应力筋直接提供的强度和刚度。本文的目的是:(1)提出了一个弹—对钢管混凝土的极限强度的塑性分析任意加劲梁拱桥;(2)对研究了COM的极限承载力—异常复杂的钢管混凝土拱桥拱肋和PC加劲梁;和(3)探讨在最终的施工方法的影响的结构强度。分析理论弹塑性大变形PC梁元的弹塑性大变形分析PC梁元素护套心理假设:正常中性轴的平面和正常总是在中性轴的变形;剪切变形剪切应力被忽视的;(3)扭转弹塑性阶段;(4)剪切应力的应力-应变的影响关系被忽略。有一个PC箱梁截面对称轴在图1所示,其中,G和S表示的几何中心和剪切中心重新—两。根据第一和第三—假设以上,位移增量点(x,y)的截面可以表示在几何体的位移增量中心和剪切中心其中∆WG是纵向位移—点G增加,∆US∆V和S的位移增量的点在X和Y方向重新—两∆θ,Z是扭角增量。线性应变增量∆,非线性n剪应变增量—∆γ管理点(x,y)的横截面可采用更新的拉格朗日公式表示。其中KTor是的,相关系数梁的截面形状。fig.1截面of

a

PC箱梁类似于三维弹性梁理论,DIS—梁的位置增量可以表示为的节点位移增量为在这表示的元素长度L和Z是在本地坐标系统的坐标轴,在元素。然后,位移矢量的任何部分元素可以是书面的。∆任一截面的位移矢量梁单元,N为形函数矩阵和∆UE为单元的节点位移向量。他们分别表示为根据式(2),线性应变可以前—压其中B是元素的线性应变矩阵相应地,非线性应变能表示为其中B是电子的非线性应变矩阵—应力增量∆σ可以近采用线性应变增量其中D是材料特性矩阵。忽略剪应变的影响,D可以表示作为其中E(ε)是材料的切线模这是依赖于应变状态,和G是弹性剪切模量为常数。根据虚功原理,我们有这是应力矢量∆σσ和应当前状态增量,Q和P的DIS—分布荷载和集中荷载向量,Q和P∆∆是分布荷载和集中增量—代式。(9),(11)(14)代入式(16)和忽略无穷小量∆σ∆n,我们有在∆FE是单元荷载向量的增量对应于∆UE,单元位移矢量—Tor。KEP和K在弹塑性与几何梁单元的刚度矩阵分别为如下弹性和塑性区分布非均匀。这是目前的一个显式非常困难整个的属性矩阵D的表达部分。因此,该部分为许多,如图2所示,和纤维模型通过计算单元的刚度矩阵,即显然,如果分区的数量是足够的—足够大,公式的结果接近精确解。K值EP计算使用数值积分,D我被视为在一个恒定的分区∆。计算几何刚度矩阵,正常的应力方面的表达轴力和弯矩,这实际上已经对几何刚度的贡献很小,所以其中n是轴向力,一个是截面积。预应力钢筋单元钢筋平行于梁轴线可作为纤维,其贡献的刚度可占在式(19)。从那些未对刚度的贡献—平行于梁和预应力加固(PR),但会在下面的计算部分。对两端的位移增量预应力加固图可以表示忽略弯曲刚度,刚度PR方程可以表示为其中KEP*和K*分别是弹塑性和几何刚度矩阵,∆是节点位移向量,并∆F*是的对预应力加固节点力向量部坐标系中的元素。根据图4,∆*和∆F*可以以书面的形式PR的节点力也应翻译对梁单元的然后,弹塑性刚度矩阵of

Pr单元坐标系统中的束元件可以得到。然后刚度矩阵EP(K+K)在的增强可以被添加到梁的刚度矩阵。钢管混凝土拱肋梁,钢或钢-混凝土组合梁元该模型也可以是上面提到的纤维用于钢管混凝土拱肋的钢-混凝土组合梁或加劲梁;与类似的弹塑性刚度矩阵和斯蒂夫-尼斯方程。详细说明的推理-方法可以发现在(谢等人,2005年)。然而,对钢管混凝土拱肋的应力-应变的结构是非常复杂的关系,由于该COM-bined影响的约束混凝土和外钢管。在σ和ε是纵向压缩应应变分别,和其中Fck被压缩的特征值混凝土强度(MPa),一个C是混凝土的面积(M2),和FY是产量钢管强度(MPa)。径向应力σ之间的相互作R和切向应力一直被认为是计算—对其抗拉和抗压强度的关系钢管。据屈服准则如图5,我们有在YT和YC的拉伸屈服强度并分别对钢管压边,T和C有相应的系数。图5B描述的双线性应力-应变关系—考虑材料的硬化。二次模的钢管EH,这是两种材料的性能和与之相关的对钢管的局部屈曲的趋势,如—总结为1%的初始弹性模量。悬挂元件电缆如力学行为吊杆和系杆,类似于桁架单元—结果,除了电缆不能承受压力力和初始垂度会影响其刚度。计算理论考虑到凹陷的影响(Xie等提出的L.,1998)。然而,在大多数的桥梁有力学行为的影响。因此,拱桥吊杆视为弹塑性没有压缩强度和刚性桁架—状态方程表示由方程(22)。承载方案容量计算像往常一样,大跨度钢管混凝土拱桥结构—由逐步安装没有括号,和由多个施工阶段。因此,功能—模拟施工过程必须在所开发的程序计算考虑—计算极限承载力,包括负荷逐步动作,逐步形成的结构,初始位移的影响初始应力。该程序的格式显示图6。改进的弧长增量技术—方法是通过解决产生的非线性方程(克里斯菲尔德,1981)。一个PC机的方法验证梁对最终的计算精度钢管混凝土构件的强度已经确认(谢等人。,2005)。在本文中,的精度目前的理论是由COM检查PC梁—与实验结果的比较。图7显示截面加固—的梁,跨度13米,9条预应力筋和钢筋。设计强度混凝土的22.4MPa,与那些非—预应力钢筋和B描绘fig.7a

195

MPa和280MPa,分别它的直径为12毫米和8毫米。的预应力筋与高强低—1860兆帕的强度设计固定钢绞线和每一个束的控制力NK=

195kN。更多关于实验的详细信息此PC梁可在(陈,2005)。在跨中挠度比较描绘在图,显示出良好的一致性数值模拟和实验结果。图6计划方案的极限承载力计算在桥梁设计中的应用中国浙江宁波的奉化江大桥的研究涉及施工过程中显示AP的影响—在桥梁设计方法的可行性。图9显示奉化江的设计方案桥梁是梁拱组合桥横截面和梁的钢筋(单位:厘米)。(一)钢筋;(b)预应力筋图的计算与实验结果的比较(一)荷载-变形曲线的情况下;(b)为案例II荷载-变形曲线与138米,中心跨度的中央跨度加劲梁是由钢和PC复合材料箱。主梁边跨了PC箱。在中央的异常钢管混凝土拱跨度是由三个拱,主拱肋在中心和两个次要的拱肋。的主拱圈的直径是1.8米。其他两个是1.5米的结论设计强度—用于桥梁22.4MPa。用钢管、工字钢轴承联系,形成一个桁架拱桥。主拱和甲板连接立式衣架。考虑到结构的影响—对极限承载力的方法,它是假定桥是由两种构造方法。只有一个施工施工过程,FAL的支撑架—凌一旦全桥建成后。在案例二,有两种施工工艺,为如图所示。第一个过程是建设在支撑架的PC梁。第二过程是固定钢梁,安装拱肋,张力系杆和衣架分开从钢梁框架。在梁预应力筋在施工阶段合理的模拟,但钢筋模型由于其巨大的数。弹塑性力学行为钢管混凝土拱肋,衣架,承载构件,钢管,拉杆,等进行了分析。极限强度分析过程显示图11。首先,对所建立的初始应力桥在恒载、预应力计算力包括吊杆初始张拉力,领带和预应力筋。然后,应力活载作用下的位移计算。最后,图10案例的建设过程。(a)构造PC箱梁的第一帧,按流程);(b)修复钢管混凝土拱肋,钢挂梁,和领带棒(第二过程)他研究了荷载比例极限强度—施加在桥上的弧长—增量法。每一步的初始状态的基础在最后一步的结果。施工方法的影响初始内力的影响。轴向力和主拱肋弯矩显示图中,显示的初始内力两种施工方法的相对差异对轴向力的10%和25%弯矩。屈曲模式对两种施工方法是描绘在图。这座桥优先级—主要承受竖向荷载,因此变形主要是在垂直的平面。然而,为了获得的出平面屈曲模式,一个小的出平面的初始位移设定模拟安装误差。它是观察到的屈曲模态这两种方法都很相似。图12纵向分布的初始内两例在中拱的力量。(一)轴向力;(b)弯矩图的屈曲模态的桥梁(一)我的情况下的屈曲模态;(b)为案例II的屈曲模态平面外的变形曲线在对主拱肋节点列图。竖轴表示负载系数的µ不包含原始的恒载和活载在figs.11a和11B施加。当3.1≤µ≤的3.2,拱肋的非线性行为变得明显横向方向。如图所示,该在这两种情况都反对称屈曲模态平面外屈曲荷载因子,并对拱肋约4.1考虑初横向和纵向的变形比较—系在四分之一点的主拱之间两例图所示,显示出德—对两种荷载-位移曲线的偏差例很小,表明的影响在稳定强度的施工方法是非常轻微的。此外,当平面外屈曲的发生,桥虽然具有一定的竖向刚度。的荷载-变形曲线的比较两例。(a)在四分之一点的侧向变形在中拱;(b)在竖向变形在中拱点结论在分析钢管混凝土的极限强度加劲梁拱桥,模拟加劲梁的非线性行为是重要的—重要的是,钢管混凝土拱肋的重—拱肋和加劲之间的内力分布梁。在本文中,ES的一种分析方法—估算年钢管混凝土拱的极限承载力提出了加劲梁桥,以的材料和几何效应的帐户非线性和预应力的贡献—加固。基于纤维梁元理论,整体结构的自由度可减少,使其预测多非常可行—复杂结构的伴侣强度。的准确性本方法进行比较对预应力混凝土梁的试验结果。表明目前的适用性.在桥梁的设计方法,对极限强度与加劲梁异常的钢管混凝土拱桥考虑施工过程影响的研究。结果表明,施工过程的影响—方法对桥梁的初始内力—明显。但对极限强度的影响不大该桥。因此,相对准确的统计—性强度可以忽略的影响,得到了—施工过程中的作用。工具书类陈,h.z.,2005。PC的计算与分析研究大跨度箱形梁结构。博士论文,浙江大学(中国)。chen,B,C,chen,Y,J2000。在我的实验研究—钢管混凝土拱肋的机械行为在面内载荷。工程力学,17(2):44-50(中文)。2006年,陈BC,魏,J.G.,林,JY,。实验研究钢管混凝土(单圆管)拱一肋下的空间荷载。工程力学,23(5):99-106.(中文)。克里斯菲尔德,硕士,1981年。快速的增量迭代的解决方案程序是处理“卡通”。计算机与结构,13(1):55-62。[我:/)10.1016

794(81)。90108

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