公路２０２３年４月第４期ＨＩＧＨＷＡＹＡｐｒ．２０２３Ｎｏ．４基金项目：国家自然科学基金项目，项目编号５１８０８１８２收稿日期：２０２２－０６－１３文章编号：０４５１－０７１２（２０２３）０４－０１４０－０７中图分类号：Ｕ４４３．２２：Ｕ４４１．５文献标识码：Ａ不同角度荷载作用下椭圆形钢管混凝土桥墩压弯性能研究李克森１，董玉英１，杜颜胜２（１．青岛市黄岛区市政公用事业发展中心青岛市２６６４００；２．天津大学建筑工程学院天津市３０００７２）摘要：椭圆形钢管混凝土桥墩的流线外形可以有效降低水流等的作用，但是其截面特性较为复杂，尤其是当荷载沿非对称轴方向作用时，容易发生扭曲而降低强度。为了研究不同角度荷载作用下椭圆形钢管混凝土桥墩的压弯性能，本研究采用数值分析软件，建立并通过试验验证了可以精确模拟圆形钢管混凝土桥墩力学性能的数值分析模型。进一步地，利用模型分析了０°～９０°不同角度加载时椭圆形钢管混凝土桥墩的压弯性能，分析了不同荷载角度对承载性能的影响规律。结果表明，随着加载角度从０°增加到３０°、６０°、９０°，椭圆形钢管混凝土桥墩极限压弯承载力分别下降了５．３８％、２７．１８％、３７．０３％；初始刚度随着荷载作用角度的增加而降低，屈服位移和极限位移随着水平荷载作用角度的增加而有所上升。本研究的结果可为椭圆形钢管混凝土桥墩的设计提供借鉴。关键词：桥梁工程；桥墩；椭圆形钢管混凝土；数值分析；不同角度荷载；压弯性能钢管混凝土是将混凝土填充于钢管内形成的构件或结构，可以充分发挥钢和混凝土的优势，起到“１＋１＞２”的效果，其力学性能优良，施工便捷［１］。近年来，钢管混凝土在高层建筑、桥梁工程、大跨度结构等方面得到了广泛地应用［１，２］。目前，最为常用的钢管混凝土是圆形和方矩形截面柱，其研究和计算方法也比较成熟。椭圆形柱的流线外形可以有效减小流体荷载，如风、水流冲击等，因此特别适合用于桥墩。厦门演武大桥采用了椭圆形桥墩，取得了良好的视觉和力学效果，如图１所示。然而，针对椭圆形钢管混凝土桥墩的研究还比较少，尚未形成规范的计算方法。图１厦门演武大桥已有一些学者针对椭圆形钢管混凝土进行了研究，Ｚｈａｏ等完成了椭圆形钢管混凝土短柱的试验和设计方法研究［３］；Ｙａｎｇ等进行了椭圆形钢管混凝土柱试验和分析方法研究［４］。进一步地，任庆新等进行了椭圆形钢管混凝土长柱轴压性能的研究［５］；Ｓ...
