單肢鋼管混凝土拱橋考慮初始應(yīng)力的承載力分析研究.pdf

1、鋼管混凝土在拱橋中的應(yīng)用，解決了橋梁跨度和施工兩大難題，為我國具有傳統(tǒng)文化與技術(shù)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(shù)日益提高。鋼管混凝土拱橋施工中，采用無支架吊裝、轉(zhuǎn)體施工法或少支架法架設(shè)空鋼管拱橋，合攏后再逐根澆筑管內(nèi)混凝土。因此，在形成鋼管混凝土結(jié)構(gòu)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(yīng)力問題。 以往，鋼管初應(yīng)力的研究大部分集中于鋼

2、管混凝土構(gòu)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(gòu)件承載力影響尚無研究，對鋼管混凝土拱橋初應(yīng)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(nèi)容有以下幾點： 首先，回顧了鋼管初應(yīng)力和溫度應(yīng)力對鋼管混凝土拱橋極限承載力影響的研究現(xiàn)狀，通過對幾種鋼管和核心混凝土本構(gòu)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(gòu)模型，通過采用等效切線模量將一維形式的本構(gòu)模型用于三維受力的非線性分析中，算例計算結(jié)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(dǎo)了考慮鋼管初應(yīng)力與溫度初應(yīng)變的三維非線性空