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联系我们钢管混凝土拱肋分析方法
目前钢管混凝土拱肋截面几何特性计算方法主要分为换算截面法、刚度叠加法和统一理论法3种，对应的计算公式分别为
式中：A、I、Iρ、E、G分别为钢管混凝土拱肋截面面积、惯性矩、扭转模量、弹性模量、剪切模量；下标c是指混凝土，下标s是指钢管；fy为钢材屈服强度；fck为混凝土强度标准值. 其他符号物理意义见文献.
对应上述3种计算方法的有限元模拟模型分别为换算单元模型、双单元模型和整体模型. 混凝土灌注期间，钢材和混凝土均处于弹性工作状态，此时混凝土泊松比较小，套箍效应不大，换算单元和双单元法的计算精度即可满足要求. 为建模方便，本文算例中采用双单元法，灌注混凝土时，只激活钢管单元，混凝土以荷载形式作用于钢管，刚度形成后，再激活混凝土单元.
基于应力影响线的横向自调载灌注方法
定义法计算影响线
影响线反映单位荷载沿拱圈移动时，结构挠度、应力、弯矩等的变化规律，其横坐标表示荷载位置，纵坐标表示荷载作用于该位置对关注截面的影响系数.
在ANSYS中，可通过建立有限元节点生成单元，单位荷载可沿着离散节点加载实现连续移动，如图1所示. 程序自带荷载步功能，可通过FADD、FDELE命令模拟单位荷载施加与删除，并运用循环法加载求解. 单位荷载每施加一次，计算并提取应力结果一次，用PLNSOL命令即可绘制出应力影响线. 设t时刻，拱脚混凝土拉应力为σt，有
式中：γ、Ai分别为钢管容重和截面面积；αi、αj分别为截面i和截面j处拱轴切线的水平倾角；yi、yj分别为截面i和截面j处的影响线竖标.
图2为拱脚截面应力影响线，假设全桥采用等截面拱肋，且两端对称灌注，则有
结合图2和式(5)，可以看出：yimax越大，应力影响线面积越大，拉应力计算结果越大. 为便于分析，下文进行横向灌注次序分析时，直接选择yimax作为评价应力的指标.
