金山大桥是世界上跨度最大的斜靠式无风撑钢管混凝土拱桥。本文利用 ANSYS有限元软件建 立了金山大桥的全桥有限元模型，分析其在施工过程中的静力响应。由于斜靠拱的存在 ，拱肋在竖向荷载作用下 的 出平面位移较大 。为保证 拱肋线型 ，本文 提出了出平面预拱度公 式 。考虑几何 与材料 非线性 的影 响 ，对该 桥在 施工过程中的稳定性能进行了分析，描述了其在竖向及水平荷载的共同作用下的破坏过程。采用有效模量法和 欧洲规范提供的混凝土模型考虑核心混凝土时效作用 ，考虑了施工过程中不同施工阶段荷载加载龄期的差异 ，分 析了核心混凝土收缩徐变对钢管混凝土拱肋长期静力性能的影响。将分析结果与实测数据进行比较，验证了本 文有限元模型与分析理论的合理可靠性。 【关键词】 钢管混凝土；斜靠式拱桥 ；施工过程；稳定；时效作用 【中图分类号】 TU378 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2015)O3—0067—03 金山大桥位于中国广东省潮州市 ，于 2007年建成 通 车。该 桥为五跨连续刚架系杆拱桥 ，全桥跨 度 558m (85m+114m+160m+114m+85m)。金 山大 桥是 世 界上跨度最大 的斜靠式无风撑钢 管混凝 土拱桥。 该桥拱肋 由哑 铃形 钢 管混 凝 土竖 拱 与空 钢 管斜 靠边拱 组成 ，两者 之间 每 4m通过 四根 空钢管 组成 的 “金字塔”形结构连结 。 斜靠边拱可 以有效 提高 拱肋稳 定性 ，但 同时会 引 起拱肋 的出平 面变形 ，为保证 施工完毕时 的拱肋线型 ， 需要设置 出平面 预拱 。本 文采 用 ANSYS有 限元软 件 建立金 山大 桥的全 桥有 限元模 型 ，对其 进行施 工全 过 程分析 。根据分析 结果提出拱肋出平面预拱度 的经验 公式 。同时讨论施 工过程对钢管混凝土拱桥静力 响应 的影 响 ，分析 金山大桥在施工过程 中的稳定性能 ，并描 述其在施工各阶段的典型破坏模式。最后 ，考虑不同 施工 阶段荷载 的加载 龄期之 间 的差 异 ，分 析金 山大桥 在施 工完毕时的拱肋 长期静 力响应 ，通过 与实测 数据 进行对比，验证模型与分析理论的可靠性。 1 有 限元模 型 利用大型通用 有 限元 软件 ANSYS建立 了金 山大 桥的全桥有限元模型 ，针对 不同的分析 目的 ，对模型进 行 了相应的简化 。采用五跨连续全桥有 限元模 型进行 计算 ，该模型考虑 了土体 对桩 基 的作 用见 图 1(a)，忽 略了桥面系对拱肋受力的影响 ，桥面 自重以集中力的 形式施加于拱肋相应 吊杆 位置上 。根 据文献 [1]的分 析结果 ，将连结竖拱 与斜拱 的“金字塔 ”形 的四根连 杆 简化成两根等效连杆 进行模 拟 如 图 1(b)所 示 。采 用 生死单元技术模拟施工过程中拱肋刚度的变化及结 构的体 系转换 。本文 的坐标系 统与 图 1(a)中的 坐标 系相 同。 全桥模型 图1金山大桥有限元模型 采用 BEAM188单元模 拟哑铃 形竖拱 的空钢 管及 上下弦核心混凝 土 ，LINK10单 元模 拟系杆 、吊杆及 空 钢管 吊装 阶 段 的 吊 索 ，SHELL181单 元 模 拟桥 面 板 ， BEAM4模拟竖拱肋腹板 内的核心混凝土、等效连杆、 桥面系 内的钢横纵梁 、桩基础 、V形支墩及其上 的钢筋 混凝土箱梁 。土对桩基的作用采用 COMBIN14模拟 。 2 出平面预拱 2．1 设置 出平 面预拱 的必要性 金 山大桥 中，吊杆 穿过 竖拱几何 中心 点。 由于斜 靠拱的存在 ，拱肋几何中心点与竖拱几何中心点不重

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