钢管混凝土考虑施工阶段的联合截面定义方法20151228

钢管混凝土拱桥施工顺序

1)架设空钢管拱肋φ1000x20

2)灌注混凝土，混凝土材龄从0开始，施工阶段28天；

3)成桥状态。

计算模型

第一种：利用组合材料和组合截面（考虑混凝土湿重）

1)定义混凝土抗压强度随时间变化的曲线

3)定义钢管混凝土的组合材料

4)定义标准钢-砼组合截面

5)定义施工阶段的联合截面

           位置1处的叠合刚度           位置2处的叠合刚度

6)定义施工阶段——灌注混凝土（施工龄期28天）（施工阶段需提前定义）

以上定义方式，考虑到了灌注混凝土施工阶段混凝土没有形成刚度时的湿重影响。

    总结：这里使用组合截面必须使用组合材料，利用施工阶段的龄期来考虑混凝土的湿重。

第二种：利用SPC截面特性计算器生成

1)SPC截面特性计算器

生成三部分的截面：

Part-1: 外钢管钢材  Part-2: 内核混凝土 Part-3: 内核混凝土 

生成*.sec文件

2)利用添加联合截面（组合——一般）选项导入*.sec文件

注意重新定义x1,y1; x2,y2; x3,y3; x4,y4点坐标。

3)分配钢材Q345材料和上面定义的钢管混凝土组合截面

4)定义施工阶段——灌注混凝土（施工龄期0天）

    这里定义施工龄期0天，这个阶段模拟计算灌注混凝土后，钢管在混凝土湿重下的作用效应。

4）定义下个施工阶段——成桥状态（施工龄期0天）

这个阶段是模拟混凝土强度与刚度完全上来后的结构效应分析。

5）定义施工联合截面

位置1处叠合刚度     位置2处叠合刚度   位置3处叠合刚度

位置2处刚度系数调整        位置3处刚度系数调整

注意：这里不管怎么调整刚度系数，叠合刚度的数值是不会变化的（这会造成迷惑）。经检验，模型计算结果是正确的。

第三种：

1)定义钢材Q345和钢管截面φ1000x20

2)如上定义施工阶段

       灌注混凝土（施工龄期0天）+成桥状态（施工龄期0天）

3)定义施工联合截面

                                 位置2刚度调整    位置3刚度调整

位置1、2、3处的刚度采用【输入】命令导入。

位置2处的C50混凝土材料只有重量，没有刚度——模拟加混凝土湿重

位置3处的C50混凝土材料只刚度，没有重量——混凝土刚度形成。

下面分别是位置1、2、3处的叠合刚度

这里调整不同截面位置的刚度系数，叠合刚度也会随之变化。

三种方法拱顶竖向位移计算结果对比（单位：cm）

从建模逻辑和结果分析上来看，推荐第一种或第三种。除非特殊截面，如哑铃型界面，必须使用SPC定义。