大跨度钢管混凝土拱桥拱肋弹塑性阶段应力分布特点研究

为了研究大跨径钢管混凝土拱桥拱肋弹塑性阶段截面应力分布特点,以平南三桥为工程背景,分别推导了钢管混凝土拱肋在弹性、弹塑性阶段应力分配的理论公式,并与有限元数值仿真试验计算结果进行对比分析.研究表明:在弹性阶段,钢管与混凝土应力是按照弹性模量进行分配,超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)的弹性模量大于普通混凝土,因此UHPC的压应力约为钢管的25％,而普通混凝土仅约为18％,同时在该阶段混凝土还具有较大的压应力储备;在弹塑性阶段,钢模量减少,混凝土应力持续增大,混凝土的应力增加到钢管的45％,采用UHPC才能满足其强度需求.因此,将钢管与UHPC组合,通过适当减小钢管壁厚让钢适时屈服进入弹塑性阶段,可在一定程度上发挥UHPC的抗压性能,减少结构用钢量.