钢管初应力对钢管混凝土单圆管拱极限承载力
影响的研究
周海龙 ，周水兴
(1．内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，内蒙古呼和浩特010018； 2．重庆交通大学土木建筑学院，重
庆400074)
[摘要】钢管混凝土这种组合材料以其自身的优势，推动了钢管混凝土拱桥的大发展；对于大跨度拱桥而
言，由此带来不可避免的初应力问题。利用数值分析的方法，建立了实体一梁单元法，选择了核心混凝土与钢管的
本构关系，推导了弹塑性切线刚度矩阵，在此基础上利用Visual Fogran语言编写了极限承载力的计算程序，通过引
入初应力系数的概念，探讨了不同初应力系数对极限承载力的影响，给出了单拱肋拱桥初应力的限值，对研究钢管
初应力对钢管混凝土拱桥极限承载力影响具有一定的指导意义。
[关键词]钢管初应力；钢管混凝土；极限承载力；研究
[中图分类号]U 448．22 [文献标识码]A [文章编号】1674—0610(2013)05—0072-03
Research on the Influence of Tubular Initial Stress to Ultimate
Bearing Capacity of Concrete-Filled Steel Tube
(Single Tube)Arch Rib
ZHOU Hailong ，ZHOU Shuixing
(1．College of Water Conservancy and Civil Engineering，Inner Mongolia Agricultural University，Huhe—
hot，Neimenggu 010018，China； 2．Civil Engineering and Architecture College，Chongqing Jiaotong U—
niversity，Chongqing 400074，China)
[Abstract J This composite material Concrete—Filled Steel Tube promotes the development O CFST
arch bridges with its self advantage；yet unavoidable initial stress problem comes especially to long—span
arch bridge．This paper built solid—beam method by numerical analysis mean，selected the constitutive
model both core concrete and steel tube，deducted the elastic and plastic tangential stiffness matrix，and
drawn up calculating program for ultimate bearing capacity using Visual Fortran language，through drawing
into initial stress coefficient to explore diferent initial stress coefficient toward to the influence of uhi·
mate bearing capacity．The result makes important guiding significance for research on the Influence of
tubular initial stress to ultimate bearing capacity of concrete filled steel tubular arch bridge．
[Key words]Tubular initial stress；concrete—filled steel tube；ultimate bearing capacity；research
0 前言
钢管混凝土，是指在薄壁空钢管中灌入混凝土
而形成的组合结构，它属于套箍混凝土的一种特殊
形式⋯ 。这种结构形式的出现，较好地解决了拱桥
跨度与吊装重量之间的矛盾 ，许多研究均表
明 ，该种类型的结构具有较好的弹塑性性能和较
高的承载能力。
钢管初应力，是指在形成钢管混凝土组合结构
之前钢管所承担的部分应力，这在大跨度钢管混凝
土拱桥的无支架施工中必然存在，钢管初应力的存
在导致钢管屈服阶段提前，影响钢管混凝土构件整
体工作的弹塑性阶段，最终导致钢管混凝土极限承
载力的降低，变形增大，因此，必须对钢管混凝土拱

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