大長細(xì)比鋼管混凝土拱平面內(nèi)徐變穩(wěn)定性能分析.pdf

1、在中國，鋼管混凝土拱橋第一次出現(xiàn)是在上世紀(jì)九十年代，一經(jīng)引入就得到了迅猛的發(fā)展。到目前為止，中國已建成的鋼管混凝土拱橋就達(dá)三百余座，跨度最大的已超過500m。由于鋼管混凝土在軸壓作用下優(yōu)越的受力性能，鋼管混凝土拱肋的長細(xì)比普遍較大，使得核心混凝土的時效作用對鋼管混凝土拱的長期靜力性能的影響越發(fā)顯著，進而降低其面內(nèi)穩(wěn)定承載力。但現(xiàn)有規(guī)范未考慮該影響，而相關(guān)研究亦處于起步階段。
　　本文對ABAQUS有限元軟件進行UMAT二次開發(fā)，引

2、入修正后的EC2模型、逐步積分法，考慮幾何與材料非線性，并建立鋼管混凝土拋物線無鉸單圓拱模型，對鋼管混凝土拱的平面內(nèi)長期靜力性能與徐變穩(wěn)定問題進行研究。將有限元結(jié)果與已有的4組鋼管混凝土拋物線無鉸單圓拱平面內(nèi)穩(wěn)定試驗的試驗數(shù)據(jù)進行對比，驗證了有限元模型的可靠性。
　　利用所建立的有限元模型對圓形截面拋物線形鋼管混凝土無鉸拱在沿跨度方向均布荷載作用下的平面內(nèi)長期靜力性能進行參數(shù)分析，考慮參數(shù)包括長細(xì)比、含鋼率、跨矢比、混凝土強度等級

3、、鋼材強度等級。研究了核心混凝土?xí)r效作用對鋼管混凝土拱長期位移、截面應(yīng)力分布、混凝土及鋼管在承擔(dān)均布荷載作用時的貢獻(xiàn)及沿拱肋跨度方向內(nèi)力分布等的影響，同時確定了主要影響參數(shù)。分析發(fā)現(xiàn)，時效作用對鋼管混凝土拱靜力性能影響顯著，在本文參數(shù)范圍內(nèi)，最多可使拱肋豎向最大位移增加124％。含鋼率是影響鋼管混凝土拱長期靜力性能的主要參數(shù)。
　　在此基礎(chǔ)上，研究了時效作用所引起的屈曲前變形對鋼管混凝土拱平面內(nèi)穩(wěn)定承載力的影響，基于分析結(jié)果提出了

4、鋼管混凝土拋物線無鉸單圓拱平面內(nèi)徐變穩(wěn)定承載力降低系數(shù)設(shè)計公式。分析發(fā)現(xiàn)，時效作用對鋼管混凝土拱平面內(nèi)穩(wěn)定承載力影響較為顯著，當(dāng)荷載等級為極限承載力的0.5倍時，在本文參數(shù)范圍內(nèi)，時效作用最大可使拱肋穩(wěn)定承載力降低12%。含鋼率是影響鋼管混凝土拱徐變穩(wěn)定性能的主要參數(shù)。本文所提出的鋼管混凝土拱平面內(nèi)穩(wěn)定承載力降低系數(shù)設(shè)計公式可較好的預(yù)測時效作用對圓形截面拋物線形鋼管混凝土無鉸拱平面內(nèi)穩(wěn)定承載力的影響，該公式計算值與有限元值的變異系數(shù)為7