考虑徐变效应的钢管混凝土拱桥极限承载力分析

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钢管混凝土结构以其承载力高、施工方便等优点,被越来越多应用于工程实际之中,在拱桥中的发展更是日益兴盛。与之同时,钢管混凝土拱桥的稳定安全性,也成为桥梁工程师和研究者最关注的问题之一。混凝土收缩徐变作为引起结构材料非线性的重要原因,对钢管混凝土拱桥截面应力重分布和主拱肋内力重分布有着重大的影响。本文针对钢管混凝土拱桥特点,探讨了考虑徐变效应后极限承载力分析方法,完成了以下工作:1.总结国内外研究成果,引入徐变等效模量的概念,采用基于纤维模型的杆系结构有限元方法,建立了考虑徐变效应的极限承载力分析方法,在原有的忽略徐变效应承载力计算程序基础上,对应两种不同徐变模式编制了相应的FORTRAN计算程序。2.分别对钢管混凝土轴心受压构件、偏心受压构件以及拱肋构件进行承载力分析,并与前人的实验或理论结果进行比较,验证了本文建立考虑徐变效应下钢管混凝土拱桥极限承载力程序的正确性与有效性,结果表明徐变效应对结构变形和承载力有一定的影响。3.以一座主跨128m的哑铃型钢管混凝土拱桥的主拱肋为研究对象,分四个工况计算徐变效应对主跨拱肋受力性能的影响。分析结果表明,徐变效应对拱肋变形的影响是不容忽视的,而对拱桥拱肋的承载力影响程度因徐变模式及荷载工况的不同而不同。
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