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钢管混凝土桁肋拱常在大跨度拱桥设计中应用,其桁肋拱是由弦杆和缀杆或者钢板所组成,相对于钢筋混凝土材料、单圆管和哑铃型截面来说,其拥有较高的截面效率。桁肋拱是由横撑将两拱肋联系在一起,以确保其横向稳定性,故研究横撑对钢管混凝土桁肋拱面外稳定性的影响具有重要的理论意义和工程价值。本文介绍了钢管混凝土结构的概况和发展,列出了一部分国内外研究者在钢管混凝土桁式拱桥稳定性方面的研究成果,从中简要介绍了关于钢管混凝土拱肋弹性稳定性和极限承载力的理论与方法。其中,对钢管混凝土拱桥的弹性稳定性分析研究所占比例较大,极限承载力的分析研究较小;利用软件分析钢管混凝土拱肋稳定性的研究较多,建立实际模型拱肋并研究的较少。这使得钢管混凝土桁肋拱的设计参数还要继续深入探讨。本文以自行设计的钢管混凝土桁肋拱为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件建立该拱肋的空间有限元模型,分析了该拱肋的失稳模态、弹性稳定系数和进行了考虑其材料非线性与几何非线性的极限承载力研究。探讨了横撑的布置形式、横撑的样式和横撑的刚度对钢管混凝土桁肋拱面外稳定性能的影响,结论如下:(1)在拱桥设计时应尽量选择合适的横撑数量和横撑间距,可以提高钢管混凝土桁肋拱的面外稳定性。(2)拱肋在四分点处的相对搓动较大,因此应该在四分点处设置强大的横撑。并尽量避免横撑最大间距落在四分点处,使拱肋弹性稳定性降低。(3)在拱顶应设置一道横撑,这可使拱肋的横向联系增强,增加弹性稳定性。而且,拱顶横撑选择“一”字型横撑足以,既可保证弹性稳定,又可降低自重和简便横撑施工工序。(4)横撑的不同样式中,“米”字型和“X”字型横撑能使拱肋得到更高的弹性稳定系数。端部横撑则使用“K”字型横撑会较容易达到桥面净空要求,而且拱肋的弹性稳定不会降低。(5)横撑的刚度对拱肋的弹性稳定性影响不太明显,在设计中选择适当的钢管壁厚既保证不发生局部失稳即可,又可以减轻自重。(6)通过采用千分之一的初始缺陷的极限承载力分析所得的结果显示,横撑对钢管混凝土桁肋拱的极限承载力的影响与对其弹性稳定性的影响基本相同。(7)钢管混凝土桁肋拱的极限承载力系数要比弹性稳定系数小,各模型所得系数均相差15%左右,即说明在考虑钢管混凝土桁肋拱稳定性问题的时候,既要进行弹性稳定分析,又要考虑到其极限承载力系数的问题,二者缺一不可。