钢管混凝土能充分发挥钢管和混凝土两种材料的作用,具有优越的力学性能。随着近年来钢管混凝土在拱桥中的大量应用,国内大多数钢管混凝土拱桥存在不同程度的脱空现象,降低了钢管混凝土本身的承载力。自应力钢管混凝土是在钢管中填充膨胀混凝土,进而在钢管混凝土内部产生自应力,使得核心混凝土始终处于三向受压状态,改善了混凝土的受力性能,较大幅度地提高了钢管混凝土的承载力。本文主要研究不同钢号、核心混凝土强度和含钢率三个因素对自应力钢管混凝土极限承载力的影响,主要有以下几个方面:①分析了钢管混凝土的基本工作原理和核心混凝土在三向应力作用下的破坏机理,研究了自应力钢管混凝土受力的全过程,将其分为四个阶段进行了分析;②通过自应力钢管混凝土短柱轴心受压的ANSYS模拟分析,研究了不同钢号对自应力钢管混凝土极限承载力的影响。分析结果表明,运用本文中模型计算时,自应力钢管混凝土的极限承载力随着钢号的增大而增大;在相同混凝土强度,不同钢号条件下,自应力钢管混凝土极限承载力可提高6.38%~10.56%;③结合相关文献的试验,运用ANSYS计算分析了不同核心混凝土强度对自应力钢管混凝土极限承载力的影响,并将相同钢号、不同核心混凝土强度自应力钢管混凝土短柱和普通钢管混凝土短柱的极限承载力进行了比较。结果表明,运用本文中模型计算时,自应力钢管混凝土的极限承载力随着混凝土强度的增大而增大,相对于相同条件下的普通钢管混凝土,极限承载力可提高8%左右;④运用ANSYS对5根不同含钢率的自应力钢管混凝土短柱轴心受压进行模拟分析,得出了不同含钢率与钢管混凝土紧箍力的关系。分析结果表明:在钢材和混凝土相同时,含钢率与套箍系数成正比;含钢率增大时,自应力钢管混凝土的极限承载力也随之增大,与试验数据相比结果吻合较好;从荷载—应变曲线可以得知,含钢率越高,曲线弹性阶段斜率越大,弹性阶段范围增长。