下承式哑铃型钢管混凝土系杆拱桥静力性能研究

目的 研究下承式哑铃型钢管混凝土系杆拱桥在施工过程中的应力与变形，为实际工程应用提供理论依据。方法 采用有限元软件Midas/Civil建立钢管混凝土系杆拱桥有限元模型，分析拱桥施工过程中应力、变形的变化规律及结构参数变化对拱肋受力的影响。结果 钢管与混凝土峰值压应力均位于拱脚截面，考虑收缩徐变影响时拱脚上弦管压应力较二期荷载作用下提高61%;与先浇筑上管混凝土相比，先浇筑哑铃型下管混凝土时，组合截面中性轴下移且应力变化幅度较小；拱肋含钢率介于4%～9%时，增大钢管壁厚与直径可使拱脚截面、1/4截面、跨中截面峰值压应力、峰值挠度降低；拱肋内倾角为0°～13°时，拱肋截面峰值挠度随内倾角的增大呈现先减后增趋势，其中内倾角为7°时挠度最小。结论 考虑运营期拱肋混凝土收缩徐变时，哑铃型拱肋处于全截面受压状态；对于采用哑铃型截面的下承式钢管混凝土系杆拱桥，先浇筑拱肋下管混凝土可使系杆拱桥体系受力更加合理；内倾角变化对拱肋峰值挠度有一定影响。