钢管混凝土对称弯压拱分支点失稳问题研究

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拱桥是我国的主导桥型之一,钢管混凝土拱桥的建设更是方兴未艾。但目前对于拱的稳定问题的研究并不系统和深入,对钢管混凝土拱桥受力性能的研究也刚刚开始。本文进行了钢管混凝土肋拱面内多点对称加载试验,结合钢管拱面内多点对称加载试验,对弯压拱的稳定问题进行了全面深入的讨论,重点介绍了模型拱在多点对称荷载作用下(弯压拱)的分支点失稳现象、特征以及判定方法,强调指出弯压拱也存在着分支点失稳的可能,用考虑双重非线性的极值点失稳计算并不能取代考虑非线性影响的分支点屈曲计算。 试验分析显示,在对称多点加载条件下,钢管混凝土拱具有较高的承载力和良好的弹塑性性能,与钢管拱相比,管内填充混凝土在提高了钢管混凝土模型拱的承载力的同时,也提高了其抗变形能力。 本文对各国规范中有关拱的弹性分支点屈曲承载力的设计公式进行了对比分析,并结合本文的试验和钢管拱的试验进行了计算;由于各国规范的理论基础均来源于纯压拱的线弹性分支点屈曲,因此应用这些公式来估算弯压拱的分支点屈曲荷载必须使用相对较大的稳定系数。 本文还提出了考虑屈曲前变形的弯压拱的分支点屈曲的有限元计算方法,并运用该方法对模型拱分支点屈曲荷载进行了计算,结果显示,在不考虑初始缺陷的前提下,与特征值相比该方法的计算值与真实值更接近,但仍有一定的差距。
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