鋼管混凝土拱橋
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
鋼管混凝土拱橋的視頻教程
手把手教你 ABAQUS鋼管混凝土系桿拱橋模擬
手把手教你 ABAQUS鋼管混凝土系桿拱橋模擬 課程介紹 本課程詳細講解利用ABAQUS建立下承式鋼管混凝土系桿拱橋有限元模型，著重講解利用Python腳本建立拋物線型拱軸線、不同單元組合建模、結構動力響應分析。
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ABAQUS精品課A2-考慮初始缺陷鋼管混凝土軸壓模擬（附鋼管混凝土承載力計算表格）
具體內容如下： 1、手把手教學建立鋼管混凝土長柱有限元模型 2、提取模型的前十階模態，引入軸壓模擬；（講解十分細致） 3、破壞形態與試驗相一致 4、后處理實用方法，教你導出高級圖片
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精品課程A91-設置錨桿鋼底板鋼管混凝土柱滯回模擬+內環勁板鋼管加固鋼筋混凝土柱滯回模擬
本課程為精品課程A91-設置錨桿鋼底板鋼管混凝土柱滯回模擬+內環勁板鋼管加固鋼筋混凝土柱滯回模擬。 適用對象： 全國各高校結構工程方向的研究生，尤其是課題與鋼管加固鋼筋混凝土柱、錨桿連接柱滯回模擬有關的。 課程亮點：非以往視頻的簡單介紹，核心步驟實操講解，各個環節，詳細介紹。干貨中的干貨，精品中的精品。
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鋼管混凝土拱橋的實例教程
案例概述
本案例展示了一個基于 ANSYS APDL 的超大跨鋼管混凝土拱橋有限元建模與分析過程。橋梁主跨超過 400 米，模型采用雙單元法（Double-Element Method），以簡化且合理的方式模擬鋼管混凝土拱橋在彈性階段的整體受力與剛度特性。模型經過充分驗證，可一次性完成恒載分析并順利收斂，結果穩定可靠，可作為工程參考和教學示例的基礎模型。
該案例提供了完整的可運行文件，包括模型文件（TrussArcBridge.cdb）和計算命令流文件（TrussArcBridge.mac），用戶可直接在 ANSYS 環境中加載并執行，也適用于ansys workbench，快速得到結構受力結果。
圖1-1 模型
圖1-2 邊界
圖1-3 位移結果
1.2. 建模思路與單元劃分
模型采用以主拱、吊索、橋面體系為核心的空間有限元結構體系。主拱肋及桁架部分采用 BEAM188 單元，用以模擬具有彎曲和剪切變形能力的空間桿件；吊索采用 LINK180 單元，主要承受軸向拉力，計算效率高且穩定性好；橋面采用 SHELL181 單元，用以反映組合橋面的彎曲與剪切剛度，實現橋面與主拱的合理協同。
材料部分采用彈性模型，鋼管混凝土雙單元法理，既保證了分析的合理性，又避免了復雜的非線性求解過程。邊界條件采用固結與簡支混合形式，可根據不同橋型和設計要求靈活修改。
該模型采用合理的節點耦合與剛度協調方式，確保鋼管與混凝土、拱肋與橋面、吊索與桁架之間的力學傳遞真實可靠。
1.3. 案例文件說明
TrussArcBridge.cdb：為模型文件，包含節點、單元、截面、材料及邊界定義，可直接在 ANSYS 中導入使用。
展開 基于ANSYS的鋼管混凝土拱橋
單元及材料屬性：
定義所有材料特性
et,1,beam44 !!鋼管特性
mp,ex,1,2.1e11
mp,dens,1,7800
mp,prxy,1,0.3
n,90000,0,0,30 !!參考點
et,2,beam44 !!鋼管內50＃混凝土特性
mp,ex,2,3.5e10
mp,dens,2,2600
mp,prxy,2,0.1667
et,3,beam44 !!縱梁30＃混凝土鋼管特性
mp,ex,3,3.0e10
mp,dens,3,2600
mp,prxy,3,0.1667
et,4,beam44 !!橫梁30＃混凝土鋼管特性
mp,ex,4,3.0e10
mp,dens,4,2600
mp,prxy,4,0.1667
et,5,beam44 !!風撐特性
mp,ex,5,2.1e11
mp,dens,5,7800
mp,prxy,5,0.3
et,6,link10 !!吊桿特性（鋼絞線）
mp,ex,6,1.9e11
mp,dens,6,7800
mp,prxy,6,0.3
keyopt,6,3,0 !只拉吊桿
et,7,beam44 !!蓋梁30＃混凝土特性
mp,ex,7,3.0e10
mp,dens,7,2600
mp,prxy,7,0.1667
et,8,beam44 !!
展開 3.1 單管CFST軸心受壓構件承載力計算
(1) 鋼管初應力折減系數Kp
鋼管混凝土構件內混凝土達到設計強度前空鋼管的應力稱為鋼管初應力。為了反映鋼管初應力對鋼管混凝土受壓構件承載力的影響，承載力計算中采用了鋼管初應力折減系數Kp.
(2) 鋼管內混凝土脫空折減系數Kd
鋼管內混凝土脫空是鋼管內壁與鋼管內混凝土出現局部脫離的現象，鋼管混凝土拱橋主拱等受壓構件多出現球冠形的鋼管內混凝土脫空現象。產生鋼管內混凝土脫空現象的主要原因是過大的鋼管內混凝土收縮和向鋼管內壓筑混凝土的現場施工環節銜接出現問題。鋼管內混凝土脫空對鋼管混凝土構件承載力和剛度有一定影響，在鋼管混凝土受壓構件承載力計算中要考慮。鋼管內混凝土脫空折減系數Kd 取0.95。
(3) 鋼管混凝土組合軸心抗壓強度設計值fsc
鋼管混凝土受壓構件承載力計算中規定的設計強度值，計算表達式為
3.2 單管CFST偏心受壓構件承載力計算
4 CFST構件的一般構造要求
(1) 鋼管可宜采用卷制焊接直縫管、也可采用螺旋形縫焊接管和無縫鋼管。焊縫必須采用對接焊縫，并達到與母材等強的要求。
(2) 鋼管材料可選用Q235、Q345或Q390，質量等級應根據使用環境選用B級或B級以上。
(3) 混凝土的強度等級，應符合承載力的要求，并與鋼管的鋼號相匹配，其強度等級不宜低于C30。一般情況下，Q235鋼材宜配C30或C40級混凝土；Q345鋼宜配C40、C50或C60級混凝土；Q390鋼材宜配C50或C60級以上的混凝土。
(4) 鋼管接長時，如管徑不變，宜采用等強度的坡口焊縫；如管徑改變，可采用法蘭盤和螺栓連接，法蘭盤應采用帶孔板，使管內混凝土保持連續。
展開 鋼管混凝土在拱橋結構中得到廣泛應用。拱橋跨度不大(100m以下)時，主拱可采用單管截面；跨度較大時，可采用啞鈴形截面、多管桁式截面或集束式截面, 如下圖所示。
3 鋼管混凝土受壓構件的工作性能
一般情況下鋼管與核心混凝土同時共同承擔荷載，更多的情況則是鋼管先于核心混凝土承受壓應力。混凝土收縮會使鋼管端頭高于混凝土端面。鋼管混凝土受壓構件有三種加載方式: (1) 加載方式Ⅰ---荷載直接施加于核心混凝土上，鋼管不直接承受縱向荷載；(2) 加載方式Ⅱ---荷載直接同時施加于鋼管和核心混凝土上。(3) 加載方式Ⅲ---鋼管預先單獨承受荷載，直至鋼管被壓縮(應變限制在彈性范圍內)到與核心混凝土齊平后，方與核心混凝土共同承受荷載。
試驗證明，上述三種加載方式對壓力(N)-核心混凝土縱向應變(εc)曲線(簡稱N- εc曲線)的變形特征有顯著影響。
加載方式對N-εc曲線的影響
在荷載作用下，鋼管的縱向應變es與核心混凝土的縱向應變ec并不協調一致。鋼管表面的縱向應變 es 明顯小于核心混凝土的縱向應變 ec, 通常以核心混凝土的 N-ec曲線，作為描述和評價鋼管混凝土受壓構件力學行為的依據。
鋼管和核心混凝土的荷載-應變曲線
鋼管外徑D與其厚度t之比(簡稱徑厚比). D/t ≥ 20的鋼管混凝土軸心受壓短柱的N-ec 典型曲線。在較低的荷載階段，N-ec大致為一直線(圖中的OAB段)。當荷載增加至B點，鋼管開始屈服，其表面或出現呂德爾斯滑移斜線，開始有鐵皮剝落，N-ec曲線明顯偏離其初始的直線。隨著荷載增加而不斷減小，直至C點處 ，荷載達到最大值。
展開 我最近在做一座鋼管混凝土拱橋的地震反應分析中遇到了一個問題，請高手指點，我做的是線性分析，可是為什么在分析過程中總是出現nonlinear solution對話框，這不就成了非線性分析了嗎？是不是與模型的大小有關，我的模型比較大，跨度400多米，在整個分析過程中，未激活大變形選項，材料非線性也沒有考慮，我的模型命令流部分見附件，地震輸入命令流如下：
ALLSEL,ALL
OUTRES,ALL,ALL !控制輸出文件的記錄內容
/SHRINK,0 !收縮顯示
/ESHAPE,1.0 !顯示單元形狀
EPLOT
ALLSEL,ALL
NT=2000
DT=0.02
*DIM,AC,,NT
*CREATE,ansuitmp
*VREAD,ac,'accx','txt','e:\', , , , , , ,
(f12.5)
*END
/INPUT,ansuitmp
/SOL
ALLSEL,ALL
ANTYPE,TRANS
TRNOPT,FULL
ALPHAD,0.0391
BETAD,0.2571
kbc,0
nsubst,1,,,1
*DO,I,1,NT
TIME,I*DT
ACEL,AC(I),,
nsel,all
SOLVE
*ENDDO
save
FINISH
Wuxia_san_4.rar
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案例概述
本案例展示了一個基于 ANSYS APDL 的超大跨鋼管混凝土拱橋有限元建模與分析過程。橋梁主跨超過 400 米，模型采用雙單元法（Double-Element Method），以簡化且合理的方式模擬鋼管混凝土拱橋在彈性階段的整體受力與剛度特性。模型經過充分驗證，可一次性完成恒載分析并順利收斂，結果穩定可靠，可作為工程參考和教學示例的基礎模型。
【Abaqus本構】看視頻制作的鋼材的二折線、三折線、四折線、五折線本構。參考自文獻：鋼管混凝土局部受壓時的工作機理研究、鋼管混凝土結構三維非線性有限元分析和設計理論的研究、Finite element modelling of concrete-filled steel stub columns underaxial compression。紅色字體為手動輸入（屈服應力和楊氏模量）；鋼材塑性直接復制綠色填充區域即可
<p class="ql-align-justify">本內容基于韓林海的約束混凝土模型所制作的Excel，可用于將其輸入直接到ABAQUS中，用于建立鋼管約束混凝土型，具體如下：</p><p class="ql-align-justify">模型介紹：</p><p class="ql-align-justify">本模型基于<span style="color: rgb(25, 27, 31);"
S2 ABAQUS常見金屬循環本構對比及應用
https://www.yqgqt.org.cn/video/c197335
否
手把手教你ABAQUS不同方法的鋼框架地震響應分析
https://www.yqgqt.org.cn/video/c198210
是
手把手教你 ABAQUS鋼管混凝土系桿拱橋模擬
[4]張振偉,張偉.飛燕式鋼管混凝土系桿拱橋靜動力特性分析[J].中外公路,2019,39(1):113-116.
[5]黃云,張清華,葉華文,等.鋼管混凝土系桿拱橋空間穩定性分析[J].橋梁建設,2014,44(4):50-56.
[6]劉煥輝,朱芝茳.基于均勻試驗的大跨懸索橋靜力性能參數敏感性分析[J].公路與汽運,2020(4):125-128+134.
做了內隔板節點，梁端RP-3、RP-4在Step-2施加往復荷載，柱頂在Step-1施加軸向壓力。為啥最后出來RP-3的反作用力RF3和位移U3的場輸出線 長得跟加載制度一樣啊？ 是哪里出問題？ 內隔板-柱鋼管tie，鋼管-鋼梁tie 鋼管-管內混凝土有限滑移。
3.png
1.png
2.png
圖5橋跑車測試
6.脈動法的橋梁模態試驗實例
經過模態試驗的橋梁主橋上部結構為直管式鋼管混凝土系拱橋，采用剛性系梁剛性拱結構。拱肋拱軸采用懸鏈線，中間設置有鋼管混凝土拱肋。對于桁架類型。拱肋由4條鋼管組成。橋上裝有17對吊桿，拉梁采用單箱三室箱形截面。
?本實例為一下承式鋼管混凝土系桿拱橋，跨度125m，拱矢高25m，拱軸系數1.1，拱肋為一啞鈴型鋼混組合截面拱，橋面板為T板梁，主梁分別采用板單元和梁單元對比建模。
想請教下各位大佬關于鋼管混凝土的模擬，主要是采用cohesive來模擬界面上的粘結滑移，或者同樣研究鋼管混凝土結構的大佬可以加下qq一起討論下。q2690100795
<p>地震時程分析軟件合集：①人工波生成軟件simqke（施加地震波）；②中國規范反應譜生成軟件GB_Spectrum；③太平洋地震工程研究中心PEER網站（<a href="https://ngawest2.berkeley.edu/）" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://ngawest2.berkeley.edu/）</a> 地震動數據格式轉換器
