钢管混凝土拱桥弹塑性分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第2期兰州理工大学学报Voi．34NO．22008年4月joumalofLanzhouUniversityofTechnologyApr．2008文章编号：1673·5196(2008)02—0123～05钢管混凝土拱桥弹塑性分析王颁，颜全胜(1．武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武议430070：2．华南理工大学交通学院，广东广州510640)摘要：建立分块分段的纤维模型，对具有哑铃型截面拱肋的拱桥进行弹塑性分析．建立UL列式三维虚功增量方程，采用荷载和位移加载控制，结合Newton-Raphso

2、n增量迭代法，求解杆系结构大位移问题．计算单圆管截面钢管混凝土拱肋弹塑性状态下的荷载一挠度全过程分析曲线，计算结果和文献[7]结果吻合较好，验证了模型的正确性．在工程分析中，有效地计算了深圳FR桥的哑铃型截面钢管混凝土拱肋的承载力系数．关键词：钢管混凝土；拱桥；弹塑性分析中图分类号：TU375．5文献标识码：AElastoplasticanalysisofarchedbridgewithconcrete-filledsteeltubularcomponentsWANGWei。YANQuan-sheng(1．CollegeofCivilEngineering

3、andArchitecture，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China；2．CollegeofTransportation，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Blockingfibermodelwasestablishedandelastoplasticityofdumbbell-shapedarchedribsonarchedbridgewasanalyzed．Thelarge-displacementprob

4、lemofrod-systemstructurewassolvedbymeansofsettingupU．Icolumnthree-dimensionalincrementequationofvirtualwork，employingloadingcon-trolofloadsanddisplacements。andadoptingNewton-Rophsonincrementiterationmethod．Load—deforma—tioncurvesforanalysisofoverallprocesswerecomputedinelastoplast

5、icconditionofconcrete-filledsteeltubulararchedribswithsingletubularcross—section．ThecomputationresultwaswellconsistentwiththatinreferenceE73，SOthatthevalidityofthismodelwasproved．IntheengineeringanalysisofShenzhen’SFRbridge，thecoefficientofbearingcapacityofitsconcrete-filledsteelt

6、ubulararchedribswithdumbbell-shapedcross-sectionwaseffectivelyevaluated．Keywords：concrete-filledsteeltube；archedbridge；elastoplasticanalysis钢管混凝土是一种复杂的组合材料，外包钢管态进入到非弹性状态，最终丧失稳定承载能力，这种和核心混凝土的共同作用使其具有优异的受力性现象称之为拱的极限承载能力破坏(即第二类失稳能．钢管混凝土拱桥在我国发展迅速，据统计，上世破坏)．与拱的弹性屈曲时的破坏所不同的是拱的极纪末我国此类桥型仅

7、80余座，而目前我国已建和在限承载力破坏是伴随着结构的材料非线性和几何非建的钢管混凝土拱桥超过200座．2005年5月建成线性共同发生的，这使得其极限承载力既有可能发的巫山长江大桥主跨492m，居世界第一．拱桥结构生在弹性屈曲临界荷载范围之内，又有可能发生在主要承受压力，其弹塑性稳定分析即极限承载力分弹性屈曲临界荷载范围之外；因此对于钢管混凝土析一直是工程研究的重点．钢管混凝土拱肋在外界拱桥，仅仅采用弹性稳定分析是不够的，必须进行弹因素作用下，结构同时存在轴向力、弯矩和扭矩的作塑性分析计算，确定其极限稳定承载能力．用，结构变形为非线性态，结构的受力性质由弹

8、性状哑铃形截面是钢管混凝土拱肋截面常用的形式，据统计，在现有国内钢