鋼管混凝土拱橋極限承載力分析.pdf

1、鋼管混凝土應用于拱橋同時解決了拱橋材料高強化和拱圈施工輕型化的兩大問題，使得拱橋的跨徑得以增大，所以鋼管混凝土拱橋近年來得到迅猛發(fā)展。但隨著跨度的增大，穩(wěn)定極限承載力問題成為制約其發(fā)展的主要因素之一。依據(jù)原橋進行模型試驗，研究穩(wěn)定極限承載力，固然可以比較真實地反映結(jié)構(gòu)的極限承載力，但試驗費用昂貴，所以采用計算機進行數(shù)值模擬成為進行理論研究的一種重要手段。 本文在前人對鋼管混凝土組合材料進行大量實驗所得的鋼管混凝土統(tǒng)一理論的基礎上

2、，采用多線性隨動強化模型模擬鋼管混凝土材料，同時考慮幾何和材料的雙重非線性影響，利用有限元方法對鋼管混凝上拱橋進行了極限承載力分析。首先闡述了有限元法進行幾何非線性和材料非線性分析必須考慮的相關問題，并介紹了有限元分析的一般解法：牛頓迭代法和增量法。其后采用大型通用有限元軟件ANSYS進行實例分析，用實例說明在計算鋼管混凝土拱橋的極限承載力時進行雙重非線性分析的必要性。 在實例分析中首先對一鋼管混凝土肋拱試驗模型使用梁單元模擬，

3、分別進行幾何非線性和雙重非線性分析，結(jié)果表明，對鋼管混凝土拱橋只進行幾何非線性分析是不夠的。雙重非線性分析結(jié)果與實驗值及其它文獻計算結(jié)果相比較，說明了本文計算方法的可行性。接著利用本方法對一具體橋梁實例進行極限承載力的非線性分析，得到了在加載過程中鋼管混凝土拱肋及其它構(gòu)件的內(nèi)力變化過程。在進行極限承載力的分析過程中對橋梁結(jié)構(gòu)施加不同初始幾何缺陷，得出結(jié)論：在施工中必須將施工偏差控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。另外針對本橋例，考慮橫向風荷載計算