火灾中承式钢管混凝土拱桥力学性能影响研究

摘要

钢管混凝土拱桥是近些年国内盛行起来的一种新型结构，与传统的钢筋混凝土相比，具有承载力高、重量轻、塑性韧性好、施工方便及桥型美观等优点，在大跨径拱桥中得到了广泛的应用；另一方面，现代交通运输系统越来越发达，各种易燃、易爆物品的运输也愈加频繁，一旦在桥面发生交通事故而引发火灾，特别对于中承式或下承式钢管混凝土拱桥，其吊杆极易在火灾中发生破坏，进而危及整个拱桥的受力和安全。
　　 本文以高温下结构整体反应为目标，采用基于计算的结构抗火研究方法，借助ANSYS有限元程序，对中承式钢管混凝土拱桥在吊杆局部火灾作用下进行了全过程分析，主要研究工作有：
　　 ①归纳总结高温下及高温后预应力高强钢材热物理特性和力学性能的变化规律，及高温下高强钢材的应力～应变关系材料模型；
　　 ②根据EHR3实验数据建立ANSYS热、结构有限元分析模型，对比分析ANSYS模型计算结果与实验结果；
　　 ③研究高温下中承式钢管混凝土拱桥桥面及拱肋线形的变化规律，分析全桥在吊杆局部火灾作用下的影响范围；
　　 ④研究火灾下拱桥吊杆和拱肋内力的变化规律，计算拱桥受火吊杆的耐火极限及相应临界温度；
　　 ⑤研究火灾下桥道系的不同布置形式(简支、连续和刚接)对中承式钢管混凝土拱桥的影响。