摘要：矩形钢管对核心混凝土的约束效应有其特殊性,准确预测受弯构件截面塑性发展能力可有效保证构件的承载安全。为提高矩形钢管混凝土受弯构件截面强度的计算精度,在套箍系数的基础上进一步考虑高宽比和含钢率的影响,建立塑性发展系数多因素模型和抗弯强度改进模型。首先,基于钢管混凝土统一理论,研究矩形钢管混凝土受弯构件塑性发展系数的变化规律,并与当前规范计算公式进行对比;然后,结合规范和工程需求构造2 160个矩形钢管混凝土受弯数值模拟构件,利用改进的本构关系和构件失效判据开展纤维模型法精细分析,研究宽厚比、高宽比、含钢率、强度比对塑性发展系数的影响,确定高宽比和含钢率为塑性发展系数的主要影响因素,通过回归分析拟合与高宽比和含钢率相关的函数表达式,由此建立矩形钢管混凝土塑性发展系数多因素模型和抗弯强度改进模型;最后,利用搜集到的128组试验数据,将抗弯强度改进模型与国内外主要设计规范进行对比验证。结果表明,建立的塑性发展系数多因素模型克服了现行规范中计算模型精确性不足的缺陷,能够更加准确地反映矩形钢管混凝土受弯构件的塑性发展能力;建立的矩形钢管混凝土受弯构件抗弯强度改进模型求解的极限承载力与试验值比值的均值为0.971,均方根误差为0.118,吻合良好,具有更高的计算精度。

摘要：为提高公铁两用桥的力学性能,采用悬索桥与拱桥优势互补的理念,提出一种新的公铁两用桥,其主要特征是主缆两端锚固于边拱拱脚或其附近,使拱产生的水平推力与缆产生的水平张力在此处相互平衡,成桥状态下对基础不产生推、拉力,桥面荷载由拱肋与主缆共同承担。以420 m主跨为例,对其进行设计和建造技术的可行性研究,结果表明,新结构兼具悬索结构和拱结构的优点,力学性能优越、造价经济,是公铁两用桥的又一可选桥型,可尽早进行推广应用。

摘要：早期的上承式拱桥受限于设计荷载等级偏低、维护养护不到位和已运营多年等,其力学性能已不能满足现代交通需求,针对这一问题本文提出了一种新型的加固改造方法,即在拱肋与主梁间增设V杆、桥面上安装桁片,使以拱肋为主要承重构件的受力体系转变为双层桁架整体受力体系。为评估该方法的加固效果,以某50 m上承式拱桥为研究对象,运用有限元手段对比分析加固前后的力学性能。为进一步验证新加固改造法对提高原结构力学性能的有效性,完成10 m试验桥的荷载试验并对比分析结果。两种结果均表明:新型加固改造方法可以大幅提高桥梁承载力与刚度。对实桥进行有限元分析时,加固改造后拱脚和跨中最大压应力分别减小2.9、2.3 MPa,主梁最大上、下挠分别减小35.08%、27.42%;对试验桥进行静载加载时,加固改造后拱肋上缘与下缘最大应力分别减小82.68%、78.14%,拱肋最大上、下挠值分别减小97.47%、90.30%。故该加固改造方法积极有效,可尽早应用于工程实际。

摘要：为提高拱梁固结体系拱桥的自振频率,使该类拱桥得以在大跨径、小宽跨比的高速铁路桥梁中推广应用,在此提出一种新的有效方法,具体做法是,以拱肋作为上弦杆,主梁作为下弦杆,在L/4~3L/4区域内设置腹杆,以此形成一个带柔性吊杆的大桁架结构,通过引入刚度大的桁式结构使拱桥的整体刚度得到提高,进而改善结构的动力特性。新结构既保留了拱桥的优点,又有桁架的受力特征。计算结果表明,与普通拱梁固结拱桥相比,新结构可在材料增加很少的前提下有效提高自振频率,尤以面内自振频率增幅最为明显;拱肋内倾角对新结构的影响随振型的不同而不同,其中,对面外自振频率的影响较面内自振频率明显。