钢管混凝土系杆拱桥空间稳定性分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com桥梁建设2014年第44卷第4期(总第227期)5OBridgeConstruction，Vo1．44，No．4，2014(TotallyNo．227)文章编号：1003—4722(2014)04—0050—07钢管混凝土系杆拱桥空间稳定性分析黄云，张清华，-叶华文，崔闯(西南交通大学，四川成都610031)摘要：为真实反映大跨度钢管混凝土系杆拱桥的稳定安全储备，以一座跨径为254m的下承式钢管混凝土系杆拱桥为例进行研究。采用ANSYS建立该桥施工和运营阶段的三维非线性仿真分析模型，采用基于纤维单元模型的核心混凝土本构关系考虑钢管径

2、向应力梯度影响的套箍效应，对灌注拱肋弦管混凝土工况和成桥运营阶段的结构稳定性进行分析。分析结果表明：该系杆拱桥施工和运营阶段具有较高的稳定性安全储备；拱肋弦管混凝土灌注不同步以及初始几何缺陷和活载对稳定性的影响相对较小；材料非线性对结构稳定性的影响较为显著。关键词：系杆拱桥；钢管混凝土；稳定性；施工阶段；成桥阶段；非线性分析；有限元法中图分类号：U448．22文献标志码：AAnalysisofSpatialStabilityofaCFSTTiedArchBridgeHUANGYun，ZHANGQing—hua，YEHua—wen，CUIChuang(Southwest

3、JiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Totrulyrepresentthestabilitysafetymarginoflongspanconcrete—filledsteeltube(CFST)tiedarchbridge，athroughCFSTtiedarchbridgewithspanlengthof254mwascitedasanexampleandwasstudied．TheANSYSwasusedtosetupthe3-dimensional(3-D)nonlinearsimulationana

4、lysismodelforthebridgeatboththeconstructionandoperationstages，thegird—lingeffectofradialstressgradientinfluenceofthesteeltubeswasconsidered，usingtheconstitu—tiverelationofthecoreconcretebasedonthefiberelementmodelandtheloadcasesofcastingconcreteintothearchribchordtubesandthestructuralst

5、abilityofthecompletedbridgeattheoperationstagewereanalyzed．Theresultsoftheanalysisrevealthatthetiedarchbridgeattheconstructionandoperationstageshashighstabilitysafetymargin．Theasynchronouscastingofconcreteintothearchribchordtubesandtheinitialgeometricimperfectionandliveloadhaverel—ative

6、lylittleinfluenceonthestability，howevertheinfluenceofthematerialnonlinearityonthestabilityissignificant．Keywords：tiedarchbridge；concrete—filledsteeltube；stability；constructionstage；comple—tedbridgestage；nonlinearanalysis；finiteelementmethod1引言构的横向稳定性问题更为突出。稳定性问题已成为系杆拱桥兼有拱桥跨越能力大和简支梁桥地基拱桥

7、向更大跨度方向发展时面临的核心问题之一。适应能力强两大特点，是大跨度组合结构桥梁的重目前对系杆拱桥的稳定性进行研究时，主要以要发展方向之一[1]。拱桥作为以承压为主的压弯施工过程中劲性骨架的稳定性、施工过程结构的稳结构，其稳定问题是设计、施工和运营中的关键性问定性和全桥的稳定性作为研究对象，分析主要基于题Ⅲ3]。对于大跨度钢管混凝土系杆拱桥而言，随着弹性理论进行，通过取用较大的安全系数(4～5)确跨径的不断增加，宽跨比逐步减小，结构更为纤柔，结保结构的稳定安全性_4]。我国规范根据拱肋长细收稿日期：2013—10—09作者简介：黄云，博士生，E—ma