2014年---外文翻译--拱顶铰接的钢管混凝土拱的几何非线性和长期特性（译文）

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1、中文 6600 字 出处： Bradford M A, Pi Y L. Geometric Nonlinearity and Long-Term Behavior of Crown-Pinned CFST ArchesJ. Journal of Structural Engineering, 2014: 04014190. 拱顶铰接的钢管混凝土拱的几何非线性和长期特性 Geometric Nonlinearity and Long-Term Behavior of Crown-pinned CFST Arches Mark Andrew Bradford， Dist.M.ASCE1; and

2、Yong - Lin Pi2 【 摘 要 】 混 凝 土 填 充 钢 管 拱 肋 时常 用 在 工 程 结 构 中 ， 尤 其是 桥 梁 建 设 中 。 在 某 些 情形 中 ， 为 了 改 善其 建 设 和 运 输 过 程 ， 采 用曲 线 形 钢 管 预 制 并 运 输 到施 工 现 场 ， 随 后 在 拱 顶 处合 龙 形 成 一个 铰，形成拱顶铰接的拱肋。未凝结的混凝土随之泵送进入钢管，并在反应后经历收缩徐变， 形成混凝土核心。拱本文研究了对顶铰圆钢管混凝土拱肋而言，在承受持久的集中荷载时， 几何 非 线 性 对 其 长 期 面 内 特性 的 影 响 ， 并 提 出 了 对 非线 性

3、响 应 和 屈 服 荷 载 的 分析 手 段 。 研究 表明 ， 几 何 非 线 性 显 著 影 响顶 铰 钢 管 混 凝 土 拱 肋 的 长期 特 性 。 通 过 非 线 性 分 析所 得 长 期 变形 大于 线 性 分 析 结果 ， 其 差 异 可能 很 大 以 至 于 显 著 降 低 了顶 铰 钢 管 混 凝 土 拱 肋 正 常使 用 极 限 状 态 的 （ 刚 度 ） 储 备 。 非 线 性 分析 也 预 测 了 在 此 类 拱 中 轴力 和 弯 矩 的 长 期 显 著 增 长 ， 这 有 别 于 线性 分 析 的 结 果 ： 三 铰 拱 无轴 力 弯 矩 的 长 期 变 化 ， 单铰

4、 拱 变 化 不 显 著 。 研 究 还发 现 此 类拱 的 非线 性 长 期 面 内 屈 服 荷 载 比线 性 分 析 的 同 类 值 要 小 。 因此 ， 几 何 非 线 性 和 核 心 混凝 土 收 缩 徐 变 可 能 降 低 顶 铰 钢 混 混 凝 土拱 长 期 在 正 常 使 用 极 限 状态 的 （ 刚 度 ） 储 备 。 为 确 定此 类 拱 长 期 的 结 构 响 应 和 压 屈 ， 非 线 性 分 析 也 是 需 要 的 。 DOI ： 10.1061/ （ ASCE ） ST.1943-541X.0001163.2014 American Society of Civil

5、Enginers. 【关键词】 拱；压屈；混凝土核心；混凝土填充钢管；徐变；长期；非线性；收缩；时间 相关性；组合结构。 【 前 言 】 由 于 混 凝 土 填 充 钢 管 节段 有 大 量 优 势 ， 该 类 拱 时常 用 在 工 程 结 构 中 ， 尤 其是 桥 梁 建 设中 （ Pi et al.2012） 。 在 某 些 情形 中 ， 钢 管 混 凝 土 拱 肋 以两 段 分 离 式 曲 线 形 钢 管 预制 以 降 低 拱 肋尺 寸 ， 这 样 满 足 运 输 要 求 ， 随 后 在 施 工 现 场 ， 两 个节 段 在 拱 顶 处 合 龙 。 未 凝结 的 混 凝 土采 用高压泵送

6、进入钢管，并在反应后形成混凝土核心。拱顶节点相对于钢管混凝土拱 rib，一 般明 显 偏 弱 ， 所以 在 结 构 上可 简 化 为 一 个 铰 。 由 于 存在 铰 接 顶点 ， 这 类 拱 肋 被认 为 对 基础 变 位的有害效应并不敏感。 已 知 由 于 核 心 混 凝 土 的 收 缩 徐 变 （ Bradford and Gilbert 2006 ； Braford et al.2007,2011； Pi et al.2011） ， 两 端 铰 接 的 整 体 钢 管混 凝 土 拱 肋 的 变 形 在 持 久荷 载 下 会 持 续增 长 。 考 虑 拱顶 铰 ， 两 端铰 接 的 整 体 钢 管 混 凝 土 拱肋 就 变 成 了 顶 铰 拱 肋 （ 如三 铰 拱 和 单铰 拱 ） 。 铰 接顶 点 能 传 递剪 力 和法 向 力， 但 因为 拱 段 能 关于 铰 接点 作 左右 转 动 ， 它不 能 抵抗弯 矩 。 因 此 ， 在 顶 铰 拱