初应力对大跨度钢管混凝土拱桥极限承载力的影响

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1、第7卷第4期铁道科学与工程学报V01．7N0．42010年8月JOURNALOFRAILWAYSCIENCEANDENGINEERINGAug．2010初应力对大跨度钢管混凝土拱桥极限承载力的影响杨孟刚。曹志光(中南大学土木建筑学院，湖南长沙410075)摘要：针对钢管混凝土拱桥施工中存在钢管初应力的现状，采用大型有限元软件ANSYS对某主跨368m的钢管混凝土拱桥进行了施工过程模拟仿真，在考虑双重非线性和一致几何缺陷后，得到了无初应力与有初应力的极限承栽力稳定系数。研究结果表明，钢管混凝土拱桥的钢管初应力度较大，

2、且混凝土收缩徐变引起的初应力不容忽视；初应力不仅对大跨度钢管混凝土拱桥的面内极限承栽力有一定的影响，而且对于面外极限承载力有着不可忽略的影响。关键词：钢管混凝土；初应力；极限承载力；几何缺陷；非线性中图分类号：U448．225文献标志码：A文章编号：1672—7029(2010)04—0006—05Influenceofinitialstressontheultimatebearingcapacityoflong——spanCFSTarchbridgesYANGMeng—gang，CAOZhi·guang(Scho

3、olofCivilandArchitectureEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China)Abstract：InitialstressofsteeltubealwaysexistsduringtheconstructionoftheCFSTarchbridge．Inthisarticle，constructionprocessoftheCFSTarchbridgewithamainspanof368mwassimulatedbythefinite

4、elementsoft-wareANSYS，furthermorethecoefficientofultimatebearingcapacitywascalculatedbytakingintoaccountboththedoublenon—linearityandgeometricdefect．TheresultsshowthatsteeltubeoftheCFSTarchbridgehasalargerdegreeofinitialstress，andtheinitialstresscausedbytheshr

5、inkageandthecreepoftheconcretecannotbeignored．Initialstressnotonlyhassomeinfluenceonthein—planeultimatestrengthofthelong—spanCFSTarchbridge．butalsohastheinfluencethatcannotbeneglectedontheout一0f—planeultimatebearingcapacity．Keywords：CFST；initialstress；beatingc

6、apacity；geometricdefect；non—linearity钢管混凝土拱桥的施工方法一般采用先架设对于钢管混凝土拱桥的极限承载力的研究，国空钢管成拱，再浇注钢管内混凝土，最后施工拱上内外很多学者做了大量工作_】。但在钢管初应建筑成桥；在此过程中，空钢管要承受自重及未成力对钢管混凝土拱桥的极限承载力影响方面的研形的混凝土重量及其湿重，待混凝土达到强度以究较少，陈宝春等_1给出了钢管混凝土偏压构件后，两者才能形成组合统一体，在其施工过程中不承载力的初应力度影响系数的简化计算公式，其适可避免产生初应力。此外

7、，混凝土收缩徐变也会使应范围为单肢圆管的柱构件；周水兴等¨分析了得钢管产生初应力，在复杂受力状态下，同一截面初应力对哑铃型钢管混凝土拱桥承载力的影响，结处的初应力并不一致，其梯度与偏心率有关，偏心果表明当以承载力下降不超过10％为界限时，哑率越大，上下截面应力也相差越大，甚至两者方向铃型钢管混凝土拱桥初应力度应控制在0．6以内；相反。钢管初应力的产生会对其极限承载力产生赵跃宇等¨采用自编程序研究了初应力对钢管混影响，尤其是大跨度钢管混凝土拱桥。凝土拱桥面内极限承载力的影响。但周水兴等¨J收稿日期：2010—03—2

8、7基金项目：国家自然科学基金资助项目(50908231)作者简介：杨孟刚(1976一)，男，江西安义人，博士，副教授，从事桥梁抗震及非线性分析研究第4期杨孟刚，等：初应力对大跨度钢管混凝土拱桥极限承载力的影响7所做的研究都是以初应力沿截面布置为前提，所编程序仅计算面内极限承载力的影响，而多数混凝土拱桥在面外失稳。本文作者以某跨径为3681TI的钢管混土拱桥为