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钢管混凝土拱桥自1990年四川旺苍东河大桥建成以来,在我国得到了迅速的发展,已建成的就有200多座,其中最大跨度已达460米(巫山长江公路大桥)。钢管混凝土结构因其自身的特点,在拱式结构中得到广泛的应用,具有很好的发展前途。钢管与混凝土相互作用,产生了套箍作用,提高了混凝土的延性,使其强度得到了充分的发挥,同时内填混凝土提高了薄壁钢管的稳定性,其承载能力大于钢管和混凝土承载能力的和。同时,钢管可作为支架,适应了大跨度桥梁的无支架施工,缩短了桥梁建设周期、节省了人力物力、提高了施工安全度。然而与其发展速度不相称,作为一种采用新型材料的桥型,钢管混凝土拱桥的理论研究目前还相对滞后于工程实践,中国还尚未有钢管混凝土拱桥的设计及施工规范。钢管混凝土拱桥的承载能力的研究也不很成熟,缺乏现成的计算程序。
拱桥作为压弯结构,随着跨径的增大,高强材料的应用受到稳定问题的制约。本文主要研究了钢管混凝土拱桥稳定性问题,包括第一类弹性稳定分析,和第二类极限承载能力的分析。按照统一理论的本构关系,编制了能够考虑空间几何非线性和材料非线性的计算程序,提供关于钢管混凝土拱桥第一类稳定及极限承载能力的计算方法。