为给钢管混凝土单 圆管拱 桥面外稳 定性 分析提供实用计算方法 ，对钢 管混 凝土单圆管标准拱桥面外弹性稳定性 有 限
元 分 析 方 法 进 行 研 究 。首 先 使 用 统 计 学 方 法 ，统计 分 析 国 内 25座 钢 管 混 凝 土 单 圆管 拱 桥 基 本 构 造 数 据 及 统 计 学 参 数 ；其 次 根
据已有统计数据建立 50~59 m、6O～69 m、7o～79 m共 3类跨径钢管混凝土单 圆管标 准拱 桥并 验算 其安全性能 ；给 出弹性稳
定 系 数 分 析 标 准 拱 桥 面 外 弹 性 稳 定 性 能 的基 本 假 定 以及 竖 向 荷 载 和 横 桥 向荷 载 计 算 方 法 ，采 用 不 同 有 限 元 方 法 分 析 标 准 拱
桥面外稳 定性 ，确定标 准拱 桥面外稳 定性 有限元计算方法 。结果表明 ：通过 统计数据 建立的钢管 混凝土单 圆管标准 拱桥能 反
映工程实际 ；采用恒 、活载稳定系数计算方法求解标 准拱 桥面外弹性稳 定承载力及极限承载力较为合适 。
关 键 词 ：钢 管 混 凝 土 单 圆管 拱 桥 ；单 圆 管 ；面 外 ；弹性 稳 定 ；标 准 拱 桥 ；有 限 元 法 ；屈 曲模 态
中 图 分 类 号 ：U448．22；TU311．4 文 献 标 志 码 ：A 文 章 编 号 ：1671—7767(2015)03—0038—06
1 引 言
拱 桥 结 构 面外 稳 定 问 题 是 一 个 十 分 复 杂 的 问
题 ，至今 为止 除少 数情 况外 (如拱 肋 为 圆弧单拱 肋 )，
已经很 难用 一个 简洁 的公 式来精 确计 算拱 结 构面外
稳 定极 限荷 载__1]。为保 证 拱 肋 面 外稳 定 性 能 ，钢 管
混凝 土 拱桥 在 2个拱 肋之 间通 常设 置各 种形 式 的横
撑 ，导致 拱肋 的结 构形 式更 加 多变 。此外 ，拱 桥 中桥
道 系也 参 与受力 ，并通 过 吊杆 与拱肋 产生 相互 作用 ，
影 响拱 肋 的面外 稳 定 性 能 。因此 ，若 考 虑 以上 众 多
的因素 ，从 理论 出发 推 导 拱 桥 结 构 的 面外 稳 定 极 限
荷 载计 算公 式将 会 困难重 重 。
目前的钢管混凝土拱桥计算规程中并没有给出
钢 管混 凝 土拱桥 面 外 稳 定 性 的 实用 计 算 方 法 ，仅 仅
对 拱桥 空 间稳定 的弹性稳 定 系数做 出了 限定 。鉴于
此 ，本 文从 国内 25座实 际钢 管混凝 土 单 圆管拱 桥构
对象 研究 实用 的钢 管混凝 土单 圆管 拱桥 面外 稳 定性
能有 限元 计算 方法 。
2 钢管 混凝 土单 圆管 拱桥 参数 统计
目前 已经 收集 到 25座 钢 管 混凝 土单 圆管 拱 桥
的资料 l_2]，其 中 17座为下 承式 拱梁 组合 体 系拱 桥 ，4
座 为 中承式拱 桥 ，2座 为 上 承式 拱 桥 ，1座 拱 桥 体 系
不 明确 。
由统计 数据 可知 ，对 于钢管 混凝 土单 圆管 拱桥 ，
下 承式 拱梁 组合 结构 体系 使用 最广 泛 ，因此 ，在本 文
研 究 中以拱 梁组 合结 构体 系拱 桥为 主 。
本文将拱梁组合体系拱桥按照跨径分为 3种类
别 ：50～59 m 为 第 1类 ，60～69 m 为第 Ⅱ类 ，70～
79 m 为第 Ⅲ类 ，分 别 统 计 这 3种 类 别 拱 桥 的 跨 径 、
矢跨 比、拱 轴线 形 、结 构形 式 、拱肋 截 面等数 据 ，统计
造尺 寸统计 参 数 出发 ，建 立标 准拱 桥 ，并 以此为 研究 结果 如表 1所示 。

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