悬链线钢管混凝土单管拱破坏试验研究

作者：刘增武; 王邵锐^*; 辛景舟; 周建庭; 李英斌

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 20(08): 2961-2973.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20221724

• 钢管混凝土
• 悬链线拱
• 破坏试验
• 单点加载
• 破坏模式

为探究悬链线钢管混凝土拱的力学性能，依托净跨径95 m的单管混凝土拱桥—瓦石窝大桥，开展1︰16的缩尺模型试验。开展2根钢管混凝土悬链线拱面内单点加载试验，试验拱跨度为5.938 m，矢跨比为1/3.5，拱轴系数为1.5，加载工况分别为拱顶加载和四分点加载。试验结果表明：拱顶和1/4加载工况下，拱的破坏模式均为四铰破坏；2种加载工况下，拱加载点处外部变形较大，但未发生局部屈曲现象。在达到极限荷载的55%后，拱肋钢管开始对核心混凝土产生约束作用，钢管对核心混凝土的约束效应比抛物线拱要提前发挥作用。L/4加载工况下拱的变形和应变均大于拱顶加载工况，说明L/4加载工况更不利。另外，利用ANSYS梁单元法对悬链线钢管混凝土拱进行了参数扩展分析，分析了不同加载方式、拱轴系数、矢跨比，以及含钢率对拱极限承载力的影响。结果表明：不同加载方式、矢跨比、含钢率对拱的承载能力影响较大，拱轴系数影响较小。随着含钢率和矢跨比的增大拱的承载力相应增加。研究成果可以增补钢管混凝土拱承载力试验库和为工程设计提供借鉴，同时也为悬链线钢管混凝土拱的理论计算铺垫基础。

• 单位
  重庆交通大学; 土木工程学院