钢管混凝土哑铃形拱面内极限承载力研究

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1、第26卷第9期Vol.26No.9工程力学2009年9月Sep.2009ENGINEERINGMECHANICS94文章编号：1000-4750(2009)09-0094-11钢管混凝土哑铃形拱面内极限承载力研究*12陈宝春，盛叶(1.福州大学土木工程学院，福建，福州351018；2.福建农林大学交通学院，福建，福州350002)摘要：进行了钢管混凝土哑铃形拱跨中和L/4处单点加载的面内受力全过程试验，试验结果表明哑铃形拱具有良好的弹塑性和较高的承载能力，加载全过程拱肋无局部屈曲现象，其面内受力性能与单圆管拱相似。建立了双重非线性有限元计算模型，有限元计算结果与试验结果吻合良

2、好。进行了哑铃形拱采用等效梁柱法计算其面内极限承载力可行性的探讨。对模型拱面内极限承载力应用有限元和等效梁柱法的计算结果，进行了矢跨比、长细比、含钢率及加载方式等参数分析。分析结果表明：哑铃形拱的极限承载力随这些参数变化的规律与单圆管拱基本相同，等效梁柱法与有限元计算结果曲线变化规律一致，可供实际应用与进一步研究参考。关键词：钢管混凝土；哑铃形；拱；面内；极限承载力；试验；有限元；等效梁柱法+中图分类号：TU398;TU317.1文献标识码：ARESEARCHONLOAD-CARRYINGCAPACITYOFCONCRETEFILLEDSTEELTUBULARDUMBBELL

3、SHAPEDRIBARCHUNDERIN-PLANELOADS*12CHENBao-chun,SHENGYe(1.CollegeofCivilEngineering,FuzhouUniversity,Fuzhou,Fujian351018,China;(2.CollegeofTransportation,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou,Fujian350002,China)Abstract:Experimentsonconcretefilledsteeltubular(CFST)dumbbellshapedribmo

4、delarcheshavebeencarriedoutwithloadsconcentratedatcrownandL/4sectionsrespectively.TheresultindicatesthatCFSTdumbbellshapedribarchhasgoodelastic-plasticbehaviorandhighstrength,andnolocalbucklingduringthewholeloadingprocess.Itsin-planemechanicbehaviorissimilartothatoftheCFSTarchwithsingletube

5、.Adualnonlinearfiniteelementmodelisdevelopedandthecalculationresultsagreewellwiththeexperimentresults.Acomparisonoftheload-carryingcapacityofarchesiscarriedoutbetweenthefiniteelementmethodandtheequivalentbeam-columnmethod.Theparametersconsideredaretheratioofrisetospan,slendernessratio,steel

6、ratioandloadingpatterns.Itisfoundthatthevariationofload-carryingcapacityofCFSTdumbbellshapedribarcharesimilartothoseofthesingletuberibarch.Itisalsofoundthecalculatedcurvesbytheequivalentbeam-columnmethodandthatbythefiniteelementmethodhavethesamepattern.Keywords:concretefilledsteeltubular(CF

7、ST);dumbbellshaped;arch;in-plane;ultimateload-carryingcapacity;experiment;finiteelementmethod;equivalentbeam-columnmethod哑铃形截面在钢管混凝土拱桥中应用范围非115座钢管混凝土拱桥中，采用哑铃形拱肋的就有常广泛，在文献[1―2]统计的跨径80m―160m的62座(不含横哑铃形)，占53.9%。目前已对钢管混———————————————收稿日期：2008-04-15；修改日期：200