钢管混凝土劲性骨架拱桥混凝土外包过程非线性屈曲分析
2021-11-09郭增伟周水兴
重庆交通大学学报(自然科学版) 2021年10期
郭增伟,程 皓,周水兴
(重庆交通大学 土木工程学院, 重庆 400074)
0 引 言
混凝土拱桥因为自身刚度高、耐用性好、造价低、外形美观等优点,在300~500 m跨径范围内具有很强的竞争力,但施工技术是大跨混凝土拱桥跨径突破的重要限制因素。20世纪90年代,我国将钢管或型钢拱架作为混凝土外包的支架及模板,开创了劲性骨架拱桥的新型结构[1],并成功修建了当时世界上最大跨径的钢筋混凝土拱桥——主跨420 m的万州长江大桥。利用劲性骨架外包混凝土的施工方法,有效解决了大跨径混凝土拱桥施工支架问题,目前全世界跨径超过300 m的钢筋混凝土拱桥仅有13座,位于我国的9座均为劲性骨架拱桥[2]。外包混凝土一般采用分段、分环方式现场浇筑[3],每环混凝土合龙结硬后才会与劲性骨架联合,承受后面浇筑的各环混凝土重量,在每环混凝土纵向合龙前,劲性骨架和已合龙结硬的混凝土是未合龙混凝土的主体承重结构,此时结构刚度较小但荷载相对较大,结构稳定问题最为突出,如何保证每环混凝土合龙前结构的稳定,是保证劲性骨架拱桥安全施工的关键问题之一。
目前国内外学者已对劲性骨架拱桥施工过程中结构稳定性开展了一些研究,LUO Kai等[4]研究了承受中心集中载荷的CFST圆拱的长期面内结构行为和稳定性,发现了非线性分析所预测的位移和内力的长期增加远大于线性分析所预测的,指出需要进行非线性分析来评估拱桥在长期荷载作用下的稳定性极限承载力;……
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