考慮初應力的啞鈴型鋼管混凝土拱肋極限承載力研究.pdf

1、鋼管混凝土拱橋在各國的大量應用,引起了工程界和學術(shù)界的廣泛重視,其極限承載力的研究也得到了不斷的深入和完善。然而,現(xiàn)有的鋼管混凝土拱橋極限承載力的研究,一般僅考慮幾何非線性或材料非線性問題,對鋼管初應力帶來的影響卻考慮較少。本文為了研究鋼管初應力對鋼管混凝土拱肋極限承載力的影響,以實際工程中普遍使用的啞鈴型鋼管混凝土拱肋為研究對象,采用統(tǒng)一強度理論和等效梁柱法對其極限承載力進行理論計算,并利用有限元分析軟件ANSYS進行數(shù)值分析。本文的

2、主要研究內(nèi)容和結(jié)論包括:
　　(1)基于統(tǒng)一強度理論,采用修正的等效梁柱法,考慮鋼管初應力和長細比等因素的影響,推導了有、無鋼管初應力的啞鈴型鋼管混凝土拱肋極限承載力的統(tǒng)一解,建立了基于統(tǒng)一強度理論的初應力影響系數(shù)的計算公式,該公式包含了多種影響因素,可以反映多種因素的影響特性。結(jié)合算例分析,通過與試驗結(jié)果及其他計算方法進行對比,分析了初應力對啞鈴型鋼管混凝土拱肋極限承載力的影響及各種計算方法的精確度,探討了統(tǒng)一強度理論和等效梁柱

3、法對啞鈴型鋼管混凝土拱肋的適用性,驗證了本文計算方法的正確性。
　　(2)利用有限元軟件ANSYS,采用支持初應力場的三維二次有限應變梁單元建立了鋼管混凝土拱肋的有限元模型,對有、無初應力的鋼管混凝土拱肋在集中荷載作用下的受力全過程進行了雙重非線性分析,研究了其極限承載能力、破壞形態(tài)及受力機理。
　　(3)根據(jù)理論分析與數(shù)值模擬的計算結(jié)果,分析了各參數(shù)對鋼管混凝土拱肋極限承載力的影響特性。結(jié)果表明,啞鈴型鋼管混凝土拱肋的極限