鋼管混凝土拋物線淺拱平面內穩(wěn)定性能試驗研究.pdf

1、鋼管混凝土拱承載力高、跨越能力強、施工方便、工程造價低、外形美觀，自上世紀90年代至今20余年的時間里，鋼管混凝土拱在橋梁工程、大跨空間場館及地下支護工程中得到了廣泛的應用。目前中國已建成的鋼管混凝土拱橋達400余座，且最大跨度已超過500m。相對于鋼管混凝土拱橋的迅猛發(fā)展，其理論研究卻并不完備，尚處于起步階段，因此關于鋼管混凝土拱橋的系統(tǒng)性的理論研究十分必要。
　　本文針對兩種壓彎荷載工況（跨中單點加載和1/4跨單點加載）對鋼管

2、混凝土拋物線淺拱平面內穩(wěn)定性能進行試驗研究和有限元分析，通過模型拱肋平面內受力全過程試驗了解鋼管混凝土拱平面內受力失穩(wěn)全過程，得到試件平面內穩(wěn)定極限承載力和破壞模式，研究鋼管與混凝土之間的相互作用，分析矢跨比對試件面內穩(wěn)定承載力的影響，同時為有限元分析提供試驗數(shù)據(jù)。具體內容如下：
　?。?）試驗加載裝置和試件設計
　　針對工程中常見的鋼管混凝土拋物線拱，設計并進行了4根壓彎作用下單圓鋼管混凝土拋物線淺拱的平面內穩(wěn)定承載力試驗

3、，試驗的主要參數(shù)是矢跨比（1/6、1/9）和荷載類型（跨中單點加載、1/4跨單點加載），其幾何跨度為9m；鋼管采用Φ159×4.5mm熱軋鋼管，并經(jīng)熱彎法彎成預定形狀。鋼材強度等級為Q345級；混凝土設計強度等級為C40。通過理論計算和有限元建模的方法分別對拱腳支座、拱腳轉換段、槽鋼自平衡體系和加載裝置進行了設計和驗證，以確保加載裝置具有足夠的剛度和可靠性。
　?。?）壓彎作用下鋼管混凝土拋物線淺拱平面內穩(wěn)定試驗
　　觀察并

4、研究了整個試驗過程的試驗現(xiàn)象和試件破壞模式，得到了試件的荷載-位移曲線、試件變形圖、荷載-應變分布曲線、加載點截面荷載-應變曲線以及橫向變形系數(shù)，考慮了矢跨比對鋼管混凝土拋物線淺拱平面內穩(wěn)定承載力的影響。
　　（3）基于試驗的有限元模型建立與驗證
　　通過有限元分析軟件ABAQUS建立了鋼管混凝土拋物線淺拱的有限元模型，并將分析結果與試驗結果進行了對比，在此基礎上對可能影響試驗結果的一些重要參數(shù)如初始缺陷、拱腳位移、槽鋼自平