多肢钢管-钢管混凝土复合主塔钢混结合段受力性能分析

吴庆雄 李 博 袁辉辉，3，* 黄育凡

（1.福州大学土木工程学院，福州350116；2.福建省土木工程多灾害防治重点实验室，福州350116；3.工程结构福建省高校重点实验室，福州350116）

0 引 言

钢-混结合段是结构中刚度过渡区域，同时承受轴力、剪力和弯矩作用，且钢与混凝土的受力机理不明确，应力复杂［1］。钢-混结合段作为核心受力部件，需要有足够的强度、刚度以及稳定性，且需要良好的耐久性［2］。不当的设计不仅影响整个桥梁结构的受力性能，还会导致钢-混凝土交界面的滑移、钢材的锈蚀以及混凝土的开裂，影响结构的安全性［3］。因此在进行钢-混结合段设计的时候，需要分析其在最不利荷载工况下的应力分布并进行优化，使得结合段处的内力顺畅传递的同时保证其耐久性。

对于钢管混凝土拱桥而言，其拱脚钢-混结合段由钢管拱、管内混凝土、底座混凝土以及其余连接部件组成，存在刚度突变现象，因此该区域受力极为复杂。闫广鹏［4］、李金凯［5］、鲁勤［6］、马雅林［7］、姜自奇［8］、詹刚毅［9］等通过建立三维实体有限元模型的方法，分析了钢管混凝土拱桥拱脚钢-混结合段的应力分布，并提出了相应的结构优化建议。

部分斜拉桥是一种介于斜拉桥和连续梁桥之间的组合体系桥型，由于部分斜拉桥的主梁承担主要荷载，桥塔承担的荷载相对较小，有利于在桥塔构造形式上进行变化，尤其是采用拱形的异形桥塔拥有优美的几何形状而愈发受到青睐，近十年来应用较多［10-12］。本文所研究的主塔钢-混凝土结合段位于某异形桥塔部分斜拉桥的塔底，5根钢管混凝土塔柱相贯在一起，焊接在加劲板上并内嵌于钢筋混凝土塔座中，类似于钢管混凝土拱桥的拱脚段，该结合段结构受力极为复杂。……