單肢鋼管混凝土拱橋考慮初始應力的承載力分析研究.pdf

1、鋼管混凝土在拱橋中的應用，解決了橋梁跨度和施工兩大難題，為我國具有傳統文化與技術特色的拱橋發(fā)展增添了無限生機。鋼管混凝土拱橋在我國的興建方興未艾，跨徑不斷突破、型式不斷創(chuàng)新、技術日益提高。鋼管混凝土拱橋施工中，采用無支架吊裝、轉體施工法或少支架法架設空鋼管拱橋，合攏后再逐根澆筑管內混凝土。因此，在形成鋼管混凝土結構前，空鋼管不可避免地承受施工階段的荷載及混凝土與鋼管的自重，即存在初應力問題。 以往，鋼管初應力的研究大部分集中于鋼

2、管混凝土構件方面，對澆注過程中混凝土水化熱引起的溫度變化對鋼管混凝土構件承載力影響尚無研究，對鋼管混凝土拱橋初應力問題方面的研究則更少。因此，本文開展這方面的研究具有重要的理論意義。 鋼管混凝土拱橋極限承載力分析時，必然要涉及到雙重非線性問題，即幾何非線性和材料非線性。以往的研究成果表明，在鋼管混凝土拱橋的雙重非線性分析中，材料非線性的影響大于幾何非線性的影響。所以本文主要考慮材料非線性，對幾何非線性不做研究。求解采用荷載增量法

3、。本文的創(chuàng)新性內容有以下幾點： 首先，回顧了鋼管初應力和溫度應力對鋼管混凝土拱橋極限承載力影響的研究現狀，通過對幾種鋼管和核心混凝土本構模型的比較分析，最后確定鋼材取四段直線模型，核心混凝土采用一維形式的本構模型，通過采用等效切線模量將一維形式的本構模型用于三維受力的非線性分析中，算例計算結果表明，該思路是正確的。 其次，提出了鋼管混凝土拱橋計算的三維空間實體—梁單元法，首次推導了考慮鋼管初應力與溫度初應變的三維非線性空