鋼管初應(yīng)力及管內(nèi)砼徐變對(duì)四肢格構(gòu)型鋼管砼拱橋承載力影響研究.pdf

1、鋼管混凝土是在薄壁鋼管中填充混凝土而形成的一種復(fù)合材料。其具有承載力大、施工快捷、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁工程尤其是拱橋中得到廣泛應(yīng)用。 目前已建及在建的大跨徑鋼管混凝土拱橋大都采用四肢格構(gòu)型截面。大跨徑鋼管混凝土拱橋施工多采用無(wú)支架吊裝法、轉(zhuǎn)體施工法架設(shè)空鋼管拱肋，合攏后再逐根澆筑管內(nèi)混凝土，此施工方法下，鋼管在與混凝土形成復(fù)合截面之前，因承受自重和濕混凝土重量，不可避免地會(huì)產(chǎn)生初應(yīng)力。鋼管初應(yīng)力使鋼管屈服提前，從而影響到鋼管

2、混凝土拱橋的承載力，在極限承載力分析中應(yīng)予以考慮。 與普通混凝土一樣，鋼管混凝土中核心混凝土的徐變會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能產(chǎn)生一定影響。對(duì)于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，隨著徐變發(fā)展，鋼管應(yīng)力不斷增加，核心混凝土則不斷卸載，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布。作為鋼管混凝土拱橋分析的基本問(wèn)題之一，其對(duì)結(jié)構(gòu)極限承載力的影響研究還不夠充分。 針對(duì)上述問(wèn)題，本文在大量收集已有研究資料上，開(kāi)展了以下幾方面工作： (1)對(duì)拱橋極限承載力計(jì)算方法進(jìn)行了

3、探討，選取了合適的鋼材與核心混凝土本構(gòu)關(guān)系，在綜合考慮幾何非線性與材料非線性的基礎(chǔ)上分析鋼管混凝土拱橋的極限承載力； (2)在矩陣位移法的基礎(chǔ)上，根據(jù)鋼管混凝土拱橋達(dá)到極限承載力時(shí)拱圈截面受力特點(diǎn)，為綜合考慮鋼管初應(yīng)力及鋼管與核心混凝土之間套箍效應(yīng)的影響，綜合應(yīng)用了包含初應(yīng)力的實(shí)體一空間梁?jiǎn)卧涂臻g梁?jiǎn)卧獊?lái)計(jì)算啞鈴型鋼管混凝土拱橋承載力，編制了相應(yīng)的計(jì)算程序； (3)通過(guò)比較確定了合適的徐變計(jì)算模式，在此基礎(chǔ)上，對(duì)所編程

4、序進(jìn)行了試驗(yàn)數(shù)據(jù)及第三方程序驗(yàn)證，結(jié)果顯示，程序計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)及第三方程序結(jié)果均吻合良好： (4)利用某已建下承式鋼管混凝土拱橋作為算例，建立了鋼管混凝土拱橋有限元模型進(jìn)行計(jì)算分析。計(jì)算主要分析了非線性、鋼管初應(yīng)力、混凝土灌注順序及核心混凝土徐變四方面因素對(duì)拱橋極限承載力的影響，結(jié)果表明，對(duì)于鋼管混凝土拱橋極限承載力計(jì)算，應(yīng)同時(shí)考慮雙重非線性影響；鋼管初應(yīng)力將導(dǎo)致拱橋極限承載力下降；在進(jìn)行極限承載力分析時(shí)，可不考慮不同混凝土