基于纤维模型的钢管混凝土组合框架连续倒塌非线性动力分析 被引量：16

1

作者 王文达 王景玄 周小燕 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期142-151,共10页

基于非线性纤维梁-柱单元理论建立了钢管混凝土空间框架有限元模型,分析其在非正常荷载作用下(火灾、爆炸、撞击等)的抗连续性倒塌性能。以ABAQUS软件为求解平台进行了钢材和混凝土材料模型的二次开发,并采用已有研究者的试验结果进行... 基于非线性纤维梁-柱单元理论建立了钢管混凝土空间框架有限元模型,分析其在非正常荷载作用下(火灾、爆炸、撞击等)的抗连续性倒塌性能。以ABAQUS软件为求解平台进行了钢材和混凝土材料模型的二次开发,并采用已有研究者的试验结果进行了模型验证,在此基础上采用抽柱法进行了一典型的12层钢管混凝土空间框架体系在不同初始损伤模型下的连续性倒塌非线性动力分析。分析结果表明,不同抽柱工况下,框架梁柱内力由于失效柱破坏将发生内力重分布,相邻构件弯矩和轴力变化较大,其卸载后传力路径遵循就近原则;底层中柱失效后,其上部节点竖向位移最大,底层角柱失效后,上部节点竖向位移最小。总体上钢管混凝土空间框架在竖向荷载作用下具有较好的抗连续倒塌性能。 展开更多

关键词 结构工程 钢管混凝土 组合框架 非线性动力分析 连续倒塌 纤维模型

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远场地震作用下钢管混凝土组合框架的地震反应分析 被引量：4

2

作者 王文达 王军 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第A01期124-129,共6页

为研究在远场地震动作用下钢管混凝土组合框架的反应,设计了某10层钢管混凝土组合框架,从PEER强震记录数据库中选取了28条远场(距离大于10km)强震地震动记录作为输入地震波,按美国地质勘探局(USGS)对场地类别分类方法将其分为A、B、C、... 为研究在远场地震动作用下钢管混凝土组合框架的反应,设计了某10层钢管混凝土组合框架,从PEER强震记录数据库中选取了28条远场(距离大于10km)强震地震动记录作为输入地震波,按美国地质勘探局(USGS)对场地类别分类方法将其分为A、B、C、D四类,基于OpenSees建立了非线性纤维梁柱单元的理论模型,对其进行了设防烈度为8度时多遇和罕遇地震作用下弹塑性时程分析,计算结果同时与Pushover分析结果进行了对比。结果表明:虽然不同地震动作用下钢管混凝土组合框架结构反应的离散性较大,但该类结构在不同场地类别下的反应仍具有一定规律性。与Pushover分析结果对比表明,对于该文中规则框架倒三角侧力分布模式比均布侧力更接近于钢管混凝土组合框架在地震作用下的地震力分布,可用在钢管混凝土框架结构的抗震分析中。 展开更多

关键词 远场地震 钢管混凝土 组合框架结构 地震反应 动力时程分析

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土压力作用下钢管混凝土组合桁架连续刚构桥墩受力分析 被引量：3

3

作者 张正雨 《交通科技与经济》 2012年第2期45-47,51,共4页

重庆万州大桥为钢管混凝土桁架变截面连续刚构,主墩为双肢薄壁高墩。采用Civil Midas 2010模拟重庆万州大桥7#墩右侧距地面填土20m外,分析土压力对钢管混凝土桁架连续刚构桥墩及全桥的影响。结果表明土压力对桥梁上部结构影响较小,但会... 重庆万州大桥为钢管混凝土桁架变截面连续刚构,主墩为双肢薄壁高墩。采用Civil Midas 2010模拟重庆万州大桥7#墩右侧距地面填土20m外,分析土压力对钢管混凝土桁架连续刚构桥墩及全桥的影响。结果表明土压力对桥梁上部结构影响较小,但会使桥墩弯曲产生裂缝,增加系梁的拉应力。 展开更多

关键词 钢管混凝土 组合桁架 连续刚构 薄壁高墩 土压力

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钢管混凝土柱-钢梁多层平面框架倒塌分析研究 被引量：3

4

作者 安钰丰 李威 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第A01期115-118,共4页

该文建立了钢管混凝土柱-钢梁平面框架结构的有限元计算模型,探讨了该类组合框架的倒塌判断标准。基于构件拆除法对组合框架结构进行了计算,研究了倒塌工况下组合框架结构的变形和内力分布规律。结果表明:钢管混凝土柱-钢梁平面框架结... 该文建立了钢管混凝土柱-钢梁平面框架结构的有限元计算模型,探讨了该类组合框架的倒塌判断标准。基于构件拆除法对组合框架结构进行了计算,研究了倒塌工况下组合框架结构的变形和内力分布规律。结果表明:钢管混凝土柱-钢梁平面框架结构剩余变形主要集中在梁端。按照规范设计的组合框架在不考虑节点区破坏前提下满足抗倒塌要求,但节点区内力变化明显,成为倒塌设计中的关键部位之一。 展开更多

关键词 钢管混凝土 组合框架 倒塌分析 构件拆除法 节点

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重庆“嘉陵帆影”二期超高层塔楼设计与研究 被引量：1

5

作者 朱立刚 张志强 梁金桐 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2012年第S1期251-260,共10页

重庆"嘉陵帆影"超高层项目共有三个塔楼,其中二期超高层塔楼总高度440m,是目前中国西南地区第一高楼。结构中低区采用带有腰桁架组合的钢管混凝土外框架+钢筋混凝土组合核心筒+伸臂桁架,高区采用带有帽桁架的钢框架+钢支撑。... 重庆"嘉陵帆影"超高层项目共有三个塔楼,其中二期超高层塔楼总高度440m,是目前中国西南地区第一高楼。结构中低区采用带有腰桁架组合的钢管混凝土外框架+钢筋混凝土组合核心筒+伸臂桁架,高区采用带有帽桁架的钢框架+钢支撑。结构沿竖向设置5道腰桁架和一道帽桁架以及4道桁架;为减少墙厚和自重,核心筒底部加强区采用组合钢板剪力墙,底部六层以下采用大直径钢管混凝土柱,6~83层采用方钢管混凝土柱,83层以上采用箱型截面的钢柱。对结构进行了弹性及弹塑形动力分析,各项分析结果均满足规范及抗震审查专家组的要求,整体结构安全可靠,经济合理。在弹性和弹塑性动力时程分析中,共采用14组时程波,以确保抗震性能要求的安全可靠。 展开更多

关键词 混合结构 钢管混凝土 组合钢板剪力墙 加强层 剪重比 外框架剪力分配 弹塑性时程分析

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防屈曲支撑组合框架结构的概率抗震性能分析 被引量：1

6

作者 孙建波 贾明明 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2022年第S01期1023-1027,共5页

为了研究防屈曲支撑与钢管混凝土组合框架组成的新型高效抗震结构体系的抗震性能,利用有限元分析软件OpenSEES建立了防屈曲支撑钢管混凝土组合框架分析模型,建立防屈曲支撑钢管混凝土组合框架结构的整体抗震能力的极限状态方程,绘制结... 为了研究防屈曲支撑与钢管混凝土组合框架组成的新型高效抗震结构体系的抗震性能,利用有限元分析软件OpenSEES建立了防屈曲支撑钢管混凝土组合框架分析模型,建立防屈曲支撑钢管混凝土组合框架结构的整体抗震能力的极限状态方程,绘制结构在各种破坏状态下条件失效概率的结构概率抗震能力曲线,将防屈曲支撑钢骨混凝土组合框架结构的概率抗震能力曲线与组合框架结构进行对比,发现防屈曲支撑钢管混凝土组合框架结构的概率抗震能力曲线均在组合框架结构的概率抗震能力曲线的右方,表明防屈曲支撑钢管混凝土组合框架的抗震能力高于组合框架的抗震能力,新型防屈曲支撑能够与钢管混凝土协同作用,安装防屈曲支撑可显著提高组合框架结构的抗震性能,充分利用二者的耗能能力。 展开更多

关键词 防屈曲支撑 钢管混凝土柱 组合框架 抗震性能 概率抗震能力

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热力耦合作用下钢管混凝土组合框架塑性承载力性能分析

7

作者 李雨城 王伟 孙强 《兰州工业学院学报》 2020年第4期36-40,共5页

通过理论计算与有限元模拟的对比,分析了热力耦合作用下的钢管混凝土组合框架塑性计算方法、热力耦合作用下的单层单跨与2层2跨钢管混凝土组合框架塑性承载力.结果表明:钢管混凝土组合框架从受火时间为240 s不断增加至7 200 s,组合框架... 通过理论计算与有限元模拟的对比,分析了热力耦合作用下的钢管混凝土组合框架塑性计算方法、热力耦合作用下的单层单跨与2层2跨钢管混凝土组合框架塑性承载力.结果表明:钢管混凝土组合框架从受火时间为240 s不断增加至7 200 s,组合框架塑性铰出现且个数不断增加,直至结构形成机构,发生破坏;随着温度值从520℃上升到1 049℃,出铰个数保持不变,破坏荷载F、极限弯矩M、剪力V都不断减小.研究结果可为热力耦合作用下的钢管混凝土组合框架加固修复提供参考. 展开更多

关键词 热力耦合 钢管混凝土组合框架 塑性铰 有限元模拟

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中柱失效工况下方钢管混凝土柱-组合梁框架抗连续倒塌性能理论与试验研究 被引量：4

8

作者 玄伟 王来 +2 位作者 柳长江 邢国起 杨宁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期76-87,共12页

为研究中柱失效工况下方钢管混凝土柱-组合梁抗倒塌性能,基于对方钢管混凝土柱-组合梁的抗力机制及抗倒塌性能影响因素的分析,建立了方钢管混凝土柱-组合梁抗倒塌分析模型,该模型考虑了梁端柱的约束作用、正负弯矩作用下组合梁弯曲刚度... 为研究中柱失效工况下方钢管混凝土柱-组合梁抗倒塌性能,基于对方钢管混凝土柱-组合梁的抗力机制及抗倒塌性能影响因素的分析,建立了方钢管混凝土柱-组合梁抗倒塌分析模型,该模型考虑了梁端柱的约束作用、正负弯矩作用下组合梁弯曲刚度的差异以及楼板与钢梁之间黏结滑移效应等影响因素,并对模型的抗力-变形计算公式进行了推导;设计了一榀2跨1/3缩尺的方钢管混凝土柱-组合梁框架试件并进行静力加载试验,分析了中柱失效后剩余结构的破坏模式、荷载传递机理以及主要的抗力机制。试验结果表明,倒塌过程中结构的抗力经历了从梁机制到悬链线机制的转化,其中压拱机制和悬链线机制可以有效提高结构的倒塌承载能力。最后基于理论与试验结果的对比分析,提出了理论公式的修正方法。 展开更多

关键词 方钢管混凝土柱-组合梁框架 拆除构件法 倒塌试验 理论分析

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方钢管混凝土柱-钢梁组合框架结构抗震性能研究 被引量：2

9

作者 刘翔宇 楚留声 《河南科学》 2014年第1期72-74,共3页

近年来,方钢管混凝土柱-钢梁组合框架结构是在高层建筑中应用较多的一种结构型式.针对汶川地区一个8层方钢管混凝土柱-钢梁组合框架结构,以梁柱线刚度比为计算参数,采用push over分析对该结构地震作用下的性能进行计算分析.研究结果表明... 近年来,方钢管混凝土柱-钢梁组合框架结构是在高层建筑中应用较多的一种结构型式.针对汶川地区一个8层方钢管混凝土柱-钢梁组合框架结构,以梁柱线刚度比为计算参数,采用push over分析对该结构地震作用下的性能进行计算分析.研究结果表明,该组合框架结构的梁柱线刚度比不大于0.46时,具有较好的抗震性能,可为其抗震研究提供一些参考数据. 展开更多

关键词 方钢管混凝土柱-钢梁组合框架结构 PUSH over分析 线刚度比

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钢管混凝土边柱与组合梁端板连接的抗震试验研究 被引量：16

10

作者 王静峰 龚旭东 +1 位作者 姜涛 李国强 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期44-53,共10页

为研究地震荷载作用下钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁端板连接的受力性能和破坏机理,进行4榀带楼板半刚性钢管混凝土组合框架端板连接节点的低周反复荷载试验。试件为边柱节点,试验参数为柱截面类型和端板类型。详细考察试验全过程和试... 为研究地震荷载作用下钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁端板连接的受力性能和破坏机理,进行4榀带楼板半刚性钢管混凝土组合框架端板连接节点的低周反复荷载试验。试件为边柱节点,试验参数为柱截面类型和端板类型。详细考察试验全过程和试件破坏模式,分析组合节点的滞回曲线、骨架曲线及特征值、强度和刚度退化规律、耗能能力等。根据现有规范评价节点的刚性和延性。研究表明,端板类型、柱截面类型和螺栓锚固构造对组合节点的承载力和刚度有明显影响;钢管混凝土边柱与钢-混凝土组合梁端板连接节点为半刚性连接、部分强度节点;此类新型组合节点具有良好的延性和耗能能力,连接构造安全可靠,满足现有抗震设计要求,可以在组合框架结构中应用。 展开更多

关键词 半刚性连接 钢管混凝土 组合框架 端板连接 抗震性能

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组合梁-方钢管混凝土柱框架结构抗震性能的pushover分析 被引量：9

11

作者 刘晶波 郭冰 刘阳冰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2008年第5期87-93,共7页

采用考虑组合梁多材料截面引起的正向、负向刚度、强度和承载力不同的截面本构模型,建立了组合梁结构的弹塑性分析模型,对一个15层的钢混凝土组合梁-方钢管混凝土柱框架结构开展了多遇地震、罕遇地震下的pushover分析,为组合框架结构体... 采用考虑组合梁多材料截面引起的正向、负向刚度、强度和承载力不同的截面本构模型,建立了组合梁结构的弹塑性分析模型,对一个15层的钢混凝土组合梁-方钢管混凝土柱框架结构开展了多遇地震、罕遇地震下的pushover分析,为组合框架结构体系的抗震性能分析以及pushover方法在该体系中的应用提供了参考。在此基础上,与钢梁-方钢管混凝土柱框架结构、钢梁-钢筋混凝土柱框架结构进行对比研究,比较了几种结构的动力特性,表明组合梁-方钢管混凝土柱框架结构体系相对于其它两种框架结构体系具有更好的抗震性能。 展开更多

关键词 组合梁 方钢管混凝土 组合框架结构 PUSHOVER分析 抗震性能

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混凝土结构发展阶段和我国巨大的建设成就 被引量：3

12

作者 丁大钧 《淮阴工业专科学校学报》 2000年第1期1-20,共20页

混凝土结构发展极为迅速 ,其尺度不断增大 ,应用范围日益拓宽。从地上、地下、乃至海洋的工程结构 ,也大多采用混凝土建造。改革开放后我国在混凝土结构建设方面尤其取得巨大的成就 ,创造了诸多亚洲和世界纪录。本文将对混凝土结构发展... 混凝土结构发展极为迅速 ,其尺度不断增大 ,应用范围日益拓宽。从地上、地下、乃至海洋的工程结构 ,也大多采用混凝土建造。改革开放后我国在混凝土结构建设方面尤其取得巨大的成就 ,创造了诸多亚洲和世界纪录。本文将对混凝土结构发展现阶段的特征作些简述 ,并举例说明各种结构的建设成就 ,特别是我国的新成就。最后在此基础上 。 展开更多

关键词 活性粉末混凝土 钢筋混凝土 密筋混凝土 高层建筑 拱桥 刚架桥 斜拉桥 水利工程 特种结构 混凝土结构

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半刚性连接钢管混凝土框架动力特性的非线性有限元分析 被引量：2

13

作者 夏磊 张鹏鹏 王文达 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2013年第1期16-22,共7页

应用有限元软件ABAQUS建立半刚性连接的钢管混凝土平面框架模型,采用SPRING2单元模拟半刚性节点,节点采用具有半刚性特性的不同弯矩-转角曲线作为约束条件。对比了2层两跨半刚性框架试验的荷载-位移模拟曲线和试验曲线进行模型验证。基... 应用有限元软件ABAQUS建立半刚性连接的钢管混凝土平面框架模型,采用SPRING2单元模拟半刚性节点,节点采用具有半刚性特性的不同弯矩-转角曲线作为约束条件。对比了2层两跨半刚性框架试验的荷载-位移模拟曲线和试验曲线进行模型验证。基于验证结果,对一典型6层三跨半刚性连接的钢管混凝土框架进行了模拟,分析不同连接刚度条件对钢管混凝土组合框架的抗震性能影响。结果表明:半刚性连接对钢管混凝土框架结构的抗震性能影响显著。相对于刚接,采用半刚性连接时,钢管混凝土框架结构底层剪力明显减小,低阶振型的自振周期增大,结构动力响应变化很大。 展开更多

关键词 钢管混凝土 弹簧单元 半刚性连接 组合框架 非线性分析

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钢-混凝土组合箱梁刚构桥弹塑性地震反应分析 被引量：2

14

作者 刘军 陈双庆 付磊 《公路工程》 2022年第6期42-53,61,共13页

随着钢-混凝土组合刚构桥在震害比较严重的地区发展得到了很好应用,有必要深入研究组合刚构桥在地震下的弹塑性时程动力响应。以三跨圆端形钢管混凝土桥墩-钢混凝土组合箱梁连续刚构桥为分析对象,利用ABAQUS有限元软件建立了三维实体有... 随着钢-混凝土组合刚构桥在震害比较严重的地区发展得到了很好应用,有必要深入研究组合刚构桥在地震下的弹塑性时程动力响应。以三跨圆端形钢管混凝土桥墩-钢混凝土组合箱梁连续刚构桥为分析对象,利用ABAQUS有限元软件建立了三维实体有限元模型,基于合理的钢材和混凝土本构关系,考虑了桥墩钢管与混凝土相互作用,以及钢梁、栓钉和混凝土板之间粘结滑移,分析了桥梁的自振特性;计算了4种不同地震工况作用下对墩顶位移、加速度和墩底剪力等地震响应的影响和各控制点应力应变变化特征;探讨了箱梁双重组合作用、地震作用方向、墩高、墩截面对刚构桥抗震耗能分配机制。结果表明:①地震烈度越大,刚构桥的地震响应越大,中跨墩顶负弯矩处和跨中位置的双重组合作用有利于结构抗震,墩高和墩截面尺寸对桥墩塑性耗能影响大;②边跨钢管表面的横向变形系数最大达到0.98,表明钢管对混凝土产生较强的套箍约束作用;③边跨和中跨的墩底、墩顶处应力较大,容易形成塑性铰,需采取有效的安全构造措施提高桥梁的抗震性能。 展开更多

关键词 圆端形钢管混凝土 有限元分析 组合刚构桥 地震响应 塑性耗能

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考虑火灾全过程的钢管混凝土平面框架受力性能分析 被引量：2

15

作者 王景玄 王文达 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期124-129,135,共7页

为系统研究钢管混凝土结构的抗火性能,在合理选取钢管与混凝土热力本构模型以及边界条件等基础上,基于ABAQUS软件建立了钢管混凝土柱-组合梁平面框架的热传分析模型和考虑火灾全过程作用的热力耦合数值模型,并与已有试验数据对比验证。... 为系统研究钢管混凝土结构的抗火性能,在合理选取钢管与混凝土热力本构模型以及边界条件等基础上,基于ABAQUS软件建立了钢管混凝土柱-组合梁平面框架的热传分析模型和考虑火灾全过程作用的热力耦合数值模型,并与已有试验数据对比验证。在此基础上进行了考虑升降温与外荷载共同作用下框架水平荷载(P)-水平位移(Δ)曲线计算和参数分析,火灾升降温曲线选取ISO-834标准曲线。结果表明:由于火灾作用使得框架的水平极限承载力和初始刚度均有所降低,柱顶轴向压缩量在火灾降温过程中有所减小;柱火灾荷载比、防火保护层厚度以及柱长细比对框架P-Δ曲线形状影响较显著。 展开更多

关键词 钢管混凝土 组合框架 有限元法 火灾全过程 力学性能 参数分析

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采用非线性纤维梁单元法的钢管混凝土组合框架动力响应分析 被引量：2

16

作者 梁亚雄 付博啸 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1105-1110,共6页

钢管混凝土结构已经广泛应用于我国高层和超高层建筑中,为研究该类结构的抗震性能,分别采用分离模量法和统一模量法对某13层钢管混凝土框架结构进行抗震性能分析,研究不同地震波作用下组合框架的模态和多遇地震下的弹性动力时程,对比组... 钢管混凝土结构已经广泛应用于我国高层和超高层建筑中,为研究该类结构的抗震性能,分别采用分离模量法和统一模量法对某13层钢管混凝土框架结构进行抗震性能分析,研究不同地震波作用下组合框架的模态和多遇地震下的弹性动力时程,对比组合框架顶点位移反应、加速度反应、层间侧移及动力放大系数等。研究结果表明,分离模量法和统一模量法建模方法在分析钢管混凝土框架抗震动力特性上总体相差不大,但前者可以考虑材料弹塑性,从而对结构弹塑性进行分析,而后者在弹塑性阶段需要用全曲线表达式,尚需进一步的研究。 展开更多

关键词 钢管混凝土 组合框架 非线性纤维梁柱单元 动力性能 数值模拟

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某水电站厂房空心钢管混凝土排架柱动力损伤情况分析 被引量：2

17

作者 张冬 张燎军 吴军中 《水电能源科学》 北大核心 2013年第12期102-105,146,共5页

为探讨在地震荷载作用下钢管混凝土排架柱可能的损伤问题,根据钢管混凝土组合排架柱中钢管和核心混凝土的受力特点和损伤规律,对混凝土采用多轴损伤开裂本构模型、钢管采用双线性本构模型,基于有限元软件ADINA建立了三维有限元静动力仿... 为探讨在地震荷载作用下钢管混凝土排架柱可能的损伤问题,根据钢管混凝土组合排架柱中钢管和核心混凝土的受力特点和损伤规律,对混凝土采用多轴损伤开裂本构模型、钢管采用双线性本构模型,基于有限元软件ADINA建立了三维有限元静动力仿真分析模型,据此分析了静力、动力条件下钢管、混凝土的塑性损伤规律。结果表明,静力工况时混凝土无损伤;动力工况时钢管混凝土排架柱结构空心率不宜大于0.35,否则核心混凝土容易出现开裂,钢管易发生局部屈曲;动力、静力工况时排架柱的最大水平位移值均符合现行规范的要求。显然,空心钢管混凝土组合排架柱具有良好的抗震性能。 展开更多

关键词 空心钢管混凝土 组合排架柱 紧箍效应 损伤模型 ADINA

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成达万高速铁路渠江特大桥主桥桥式方案研究 被引量：3

18

作者 尹春燕 彭岚平 张夫健 《铁道标准设计》 北大核心 2023年第2期72-76,共5页

成达万高速铁路渠江特大桥跨越渠江,为新建成都—南充—达州—万州高速铁路重点控制工程。结合线路、行洪、通航、环保等情况,提出(128+248+128) m连续刚构部分斜拉桥、(48+112+248+112+48) m钢管混凝土桁架组合梁斜拉桥、(128+248+128... 成达万高速铁路渠江特大桥跨越渠江,为新建成都—南充—达州—万州高速铁路重点控制工程。结合线路、行洪、通航、环保等情况,提出(128+248+128) m连续刚构部分斜拉桥、(48+112+248+112+48) m钢管混凝土桁架组合梁斜拉桥、(128+248+128) m连续刚构拱桥3种主桥桥式方案,分别从桥梁的景观效果、经济性、施工难度、技术创新性、碳排放及后期养护维修等方面进行综合比较,(48+112+248+112+48) m钢管混凝土桁架组合梁斜拉桥具有景观好、经济性能优、碳排放少及具有技术创新等优点,选定其作为推荐桥式方案。该桥建成后,将为高速铁路桥梁智造提供一个方向,为同类桥梁设计提供借鉴。 展开更多

关键词 高速铁路 部分斜拉桥 钢管混凝土桁架组合梁斜拉桥 连续刚构拱桥 桥式方案 设计研究

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