钢管混凝土拱桥弹塑性分析
王 颁 ，颜全胜
(1．武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武议430070：2．华南理工大学交通学院，广东广州510640)
摘要：建立分块分段的纤维模型，对具有哑铃型截面拱肋的拱桥进行弹塑性分析．建立U L列式三维虚功增量方
程，采用荷载和位移加载控制，结合Newton-Raphson增量迭代法，求解杆系结构大位移问题．计算单圆管截面钢管
混凝土拱肋弹塑性状态下的荷载一挠度全过程分析曲线，计算结果和文献[7]结果吻合较好，验证了模型的正确性．
在工程分析中，有效地计算了深圳FR桥的哑铃型截面钢管混凝土拱肋的承载力系数．
关键词：钢管混凝土；拱桥；弹塑性分析
中图分类号：TU375．5 文献标识码：A
Elastoplastic analysis of arched bridge with concrete-filled
steel tubular components
WANG Wei 。YAN Quan-sheng
(1．College of Civil Engineering and Architecture，W uhan University of Technology，W uhan 430070，China；2．College of Transportation，
South China University of Technology，Guangzhou 510640，China )
Abstract：Blocking fiber model was established and elastoplasticity of dumbbell-shaped arched ribs on
arched bridge was analyzed．The large-displacement problem of rod-system structure was solved by means
of setting up U．I column three-dimensional increment equation of virtual work，employing loading control
of loads and displacements。and adopting Newton-Rophson increment iteration method．Load—deforma—
tion curves for analysis of overall process were computed in elastoplastic condition of concrete-filled steel
tubular arched ribs with single tubular cross—section．The computation result was well consistent with that
in reference E73，SO that the validity of this model was proved．In the engineering analysis of Shenzhen’S
FR bridge，the coefficient of bearing capacity of its concrete-filled steel tubular arched ribs with dumbbellshaped
cross-section was effectively evaluated．
Key words：concrete-filled steel tube；arched bridge；elastoplastic analysis
钢管混凝土是一种复杂的组合材料，外包钢管
和核心混凝土的共同作用使其具有优异的受力性
能．钢管混凝土拱桥在我国发展迅速，据统计，上世
纪末我国此类桥型仅80余座，而目前我国已建和在
建的钢管混凝土拱桥超过200座．2005年5月建成
的巫山长江大桥主跨492 m，居世界第一．拱桥结构
主要承受压力，其弹塑性稳定分析即极限承载力分
析一直是工程研究的重点．钢管混凝土拱肋在外界
因素作用下，结构同时存在轴向力、弯矩和扭矩的作
用，结构变形为非线性态，结构的受力性质由弹性状
收稿日期：2007-09-09
基金项目：湖北省自然科学基金(2003ABA016)
作者简介：王颇(1977一)，女，湖北武汉人，博士生，讲师．
态进入到非弹性状态，最终丧失稳定承载能力，这种
现象称之为拱的极限承载能力破坏(即第二类失稳
破坏)．与拱的弹性屈曲时的破坏所不同的是拱的极
限承载力破坏是伴随着结构的材料非线性和几何非
线性共同发生的，这使得其极限承载力既有可能发
生在弹性屈曲临界荷载范围之内，又有可能发生在
弹性屈曲临界荷载范围之外；因此对于钢管混凝土
拱桥，仅仅采用弹性稳定分析是不够的，必须进行弹
塑性分析计算，确定其极限稳定承载能力．
哑铃形截面是钢管混凝土拱肋截面常用的形
式，据统计，在现有国内钢管混凝土拱桥中约50
的拱桥采用了哑铃形截面．目前关于钢管混凝土拱
桥面内弹塑性分析主要集中在具有单圆管拱肋的拱

因本站资料资源较多，启用了多个文件服务器，如果浏览器下载较慢，请调用迅雷下载，特别是超过了5M以上的文件！请一定调用迅雷，有时候速度就会飞起哦，如果您的浏览器自动加载了PDF预览，文件太大又卡死，请按下载说明里的把PDF插件关闭了就可以直接下载，不会再预览了！