木工程学报钢管混凝土拱桥钢管开裂事故分析秦荣谢肖礼彭文立李秀悔张建民广西大学华南，1大学裂事故进行结构分析。提出些看法，以供参考。
1引巨钢传浞凝土拱桥是我国近年来桥梁建筑发展的新技术具有自重轻强度大抗变形能力强承载能力大的优点，并且用料省安装重量轻施工简便工期短养护工作量小，是大跨度拱桥的种比较理想的结构形式。据不完全统计，近十年来，我国各地相继建成的钢管混凝土拱桥己超过120座，在钢管混凝土大跨度拱桥设计与施工方面有许多成功的经验。
山于钢管混凝土拱桥的理论研究滞工程实践，此，必须注意总结经验，防止在施工过程中发生事故。*近，某钢管混凝土拱桥在拱肋灌注腹腔混凝土过程中出现了次国内罕的钢管开裂事故，弦钢矜纵向开裂长度达7.751.造成了很大的损失。事故2结构设计施工顺序及事故简介21结构设计该桥净跨=28取肋拱采用钢管浞凝1=等截面悬链线拱轴线，拱轴系数所=1.347，矢跨比为1 41两拱肋间由横撑连接，拱肋为等截他哑铃型截面如阁2钢矜采叫45螺旋烨接管。
下弦管直径=920，下弦管由腹缀板焊接连接，管壁及腹板厚度，12.钢管及腹腔内灌注，0混凝土，横撑为空钢管。
2.2施工顺序施工时先将空管分段吊装成拱，再向管内泵送混凝土，由两岸向跨中对称进行，上下弦管及腹腔都要灌注密实。设计泵送混凝土的顺序如下先灌注下弦管，再灌注腹腔，*后灌注上弦管，并且下道工序浪凝土的灌注要在上道工序所灌注的混凝土达到设计强度40的90后才进行，管内泵送混凝土的压力设计fK2.
2.3事故简述该桥在上游拱肋的下弦管混凝土灌注好并达到强度要求后，对上游拱肋腹腔进行混凝土泵送，此时上弦管是空管。当左岸腹腔内填充混凝土约40m长度时，拱肋左岸段发出两声闷响，并有混凝土从上弦管清洗后经现场观测发现在左岸上弦管内部出现条长达7.75与拱轴方向平行的纵向裂缝。裂缝*大宽度为5.5.1裂缝发生在上游侧拱脚附近腹板与上弦管交界处。腹板内侧的纵向焊缝边缘，母材的热影响，内。3.断门处无塑性变形特性，断口整齐，可断定为脆性断裂。断开后的管材上翘。
两侧腹板明显向外鼓出。据现场观测者估算，当时的泵送管入口处泵送混凝土压力约为0.9化，3结构受力状态分析在事故发生后，有关部门组织了多方面的技术力量进行了调杏分析和研究。我们承枳了进行结构分析的任务。主要采用4吧有限元软件进行分析。
31灌注腹腔混凝土时的应力和变形分析由于实际上腹腔混凝土的泵送过程只进行了半，不完全符合平面应变问的要求，但按平面问分析叫使问大大简化且清晰明了。冈此分别建立空间模型和平面应变模型进行有限元弹性分析。空间整体模型采用薄壳平元。，面应变模型采用4结点边形单元，所得结果相差不大。为方便起，在此仅介绍按平面应变模型进行计算的结果。
平面模型的建立在下弦管内的混凝土达到要求将其视为腹板的固定支座。泵送腹腔混凝土时。上弦管为空符受力。计算模型荷载分别4和5.单元类型为结点平面应变单元。管内泵压分别取251泵压设计值和0.9事故发生时的泵压值进行计算，计算分析明，结构应力分布状况较为复杂，腹腔周围主要是沿周边的拉应力。由于钢性质符合胩尤8屈服准则，故采用你屈服准则进行判断，所得等效应力分布及变形分别阁6应力分布及变形2阁7应力分布及变形闯913计算结果明*大等效应力7出现在腹板与上弦钤交界处附近的弦管上，与实际破坏位置致。
变形亦与实际相符。且当泵压7=2.5肘时，378篇出当尸91时，亦有，=36观。由于这些结果远远超出所采用材料345钢的屈服强度，=34，难以令人置信，因此我们又采用其它方法进行对比分析。核对上述结果是正确的。
将上弦管和腹腔混凝土灌注的顺序调换，改为先灌注上弦管后再灌注腹腔混凝土，则腹板的计算结果13及14.
8弦管；1弦竹受；扁市内压受满，内压时的成力分，及变形模型进行分析，单元类型为结点平面应变，元。当上下弦管混凝土均达要求强度后。灌注腹腔混凝土时可将股板视为两端固定于上下弦管的板条12.当q*大应力。
*小应力隹1fll07量大应力偃时腹板会发生破坏。经计算5腹板只能承受内压9述计算结果明钢管满布受压时，仅为3.73尚未达到屈服强度34观；而当钢管局部受压时，1=182是钢管满布受压时的13.26倍，远远超出屈服强度345肌由上述可知圆符沿全圆周受均布径向内压或均布径向外压有利，受局部径向内压或局部径向外压不利。同样的径向压强，如果沿钢管全圆周作用时，贝1产生的应力值较小；如果沿部分圆周作用，贝1调部应力急剧，长，极易发生破坏。本事故发生的主要原因正是由于上弦管受局部外压作用产生应力集中造成。228正3甚节更小7名虑其他影响因素如加1工艺和焊接影响等。
33腹板分析4事故处理经多方讨论，决定将破裂的钢管切割下来，换上新管，接着泵送上弦管混凝土，未出现问。对于腹腔的混凝土灌注，甲方提出了1个加闶方案。即在腹腔中部每隔定距离设拉杆，15.考虑到当混凝土灌至拱顶后，拱脚的压强将近1.03，设汁泵压为=1.，0纽立股板的空间模型，仍将腹板视为上下两侧分别固定于上下弦管的板，采用8结点实体单元，拉杆则采用2结点线单元。经分析，当拉杆间距为1000时，腹板上的a，=95，当拉杆间距为50，时，腹板上的a，但由于需要在腹板上钻孔，工程量较大，且孔距越有效地解决问设计方又提出在设拉杆方法劲。经算分析，仍然不能很好地解决问。
至此，只能放弃设拉杆方法。*1以合权衡各方面因素1.决定采分仓人工浇注腹腔混凝土，现在该桥己顺利完成施工。
5结论1.根据计算结果，腹腔混凝土内压不允许超过0.228实际上，腹腔混凝土内压己达0.93，因而上弦钢管集中应力急圯，远远超过屈服应力，这足上弦钢管开涔及裂缝扩展的外因。另外，由于焊接的原因，母材热影响区形成了硬化朔性及韧性脆忭，加，这是上弦钢管开裂的内因。
2.计算结果提圆管承受局部压力是极为不利的。腹腔在没有加固的情况下泵送浪凝土也是极为危险的，同时钢管混凝土拱桥的施工顺序也十分重要。为安全起，必须对每道工序施工荷载进行认的骑算，以避免在施工中出讲故。
1陈宝春。钢管混凝土拱桥设计与施工。北京人民交通出版社。19的2蔡绍怀。我国钢管混凝土结构技术的*新进展。木工程3秦荣。计算结构非线性力学。南宁广西科技出版社，4钟善桐。钢管混凝土结构。哈尔滨黑龙江科技出版社，m4 5陈宝春。钢管混凝土拱桥发展综述。桥梁建设，1997秦荣教授，博士生导师，广西大学计算力学与结构仿真分析研宄所所长，88年荣获国家有突出贡献的中青年专家称号，主要从事结构工程及计算力学的研宄与教学。出版专著5部，发学术论文168篇，获省部级科技进步等奖5项。通讯地址53广西南宁市广西大学土木工程学院计算力学与结构仿真分析研宄所谢肖礼副研宄员，广西大学计算力学与结构仿真分析研宄所副所长，主要从事计算力学大跨度拱桥结构仿真分析的研宄与教学。发学术论文多篇，获省部级科技进步等奖2项。
彭文立硕士研宄生，工程师。从事大跨度拱桥结构仿真分析研宄，曾负责多项水工建筑民用房屋及桥梁的设计。
李秀梅讲师，从事结构仿真分析研宄与教学。
张建民博士研宄生，工程师。从事结构工程研究与软件开发。