初應(yīng)力對鋼管混凝土勁性骨架拱橋穩(wěn)定性的影響研究.pdf

1、近年來，勁性骨架混凝土（SRC混凝土）被越來越多的應(yīng)用于拱橋的施工中，采用SRC混凝土進行施工的一般順序是:吊裝鋼管拼裝成拱—灌注微膨脹混凝土—以勁性骨架拱為支架分段分層的施工方法進行外包混凝土的澆筑—施工拱上建筑。采用勁性骨架法施工時，在核心混凝土與鋼管未形成聯(lián)合結(jié)構(gòu)前，鋼管在自重以及混凝土的濕重作用下產(chǎn)生了初應(yīng)力與初應(yīng)變，初應(yīng)力的存在會影響鋼管混凝土勁性骨架拱橋的穩(wěn)定性以及承載能力。本文依托玻璃溝大橋為工程背景，玻璃溝大橋為跨徑17

2、0m的上承式鋼管混凝土勁性骨架拱橋，借助大型通用有限元軟元ANSYS進行了該橋的線性與非線性穩(wěn)定分析，同時，計算分析計入不同初應(yīng)力度時各參數(shù)對穩(wěn)定性的影響，最后，采用有限元軟件Midas Civil對玻璃溝大橋的承載力進行了考慮初應(yīng)力影響的驗算。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴回顧了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展，闡述了鋼管混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用，論述了鋼管初應(yīng)力和鋼管混凝土勁性骨架拱橋穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀，并對初應(yīng)力系數(shù)的定義以及理論計算方法、

3、拱橋穩(wěn)定性的概念和分類做了詳細介紹，對拱橋穩(wěn)定性分析的有限單元法進行了論述與推導(dǎo)。⑵依托玻璃溝大橋為工程背景，采用有限元軟件ANSYS建立空間模型，采用ANSYS中鋼管混凝土的KINH和MISO材料本構(gòu)模型，對該橋進行了線性與非線性穩(wěn)定分析，在進行非線性穩(wěn)定分析時，對考慮套箍和不考慮套箍的材料、考慮套箍和不考慮套箍的雙重以及考慮一致幾何缺陷的幾何非線性分析，經(jīng)過分析比較，選定考慮套箍作用的雙重非線性作為計算不同初應(yīng)力度下不同參數(shù)對勁性骨

4、架拱橋穩(wěn)定性影響分析的計算方法。⑶研究了不同初應(yīng)力度下跨徑(130m、170m、210m、250m)、含鋼率、鋼管型號、核心混凝土等級、不同灌注順序、初始幾何缺陷對勁性骨架拱橋穩(wěn)定安全系數(shù)的影響，并對穩(wěn)定安全折減系數(shù)和初應(yīng)力度進行了曲線擬合，建立了跨徑大于200m和跨徑小于200m的ψ-β的簡化擬合公式，以ψ不小于0.9為界限，建議β最佳范圍為小于0.6。⑷借助有限元軟件Midas Civil和ψ-β擬合函數(shù)，計入初應(yīng)力的折減影響，對玻