优化设计：71.5m钢管活性粉混凝土拱桥的轻量化与性能分析

本文《钢管活性粉末混凝土拱桥计算分析》由闫志刚、罗华和安明喆三位作者合作完成，他们基于一座71.5米跨度的高速铁路钢管混凝土拱桥的设计，探讨了如何采用活性粉末混凝土（RPC）作为填充材料来构建新型拱桥。该研究得到了高等学校博士学科点专项科研基金新教师基金的支持，显示了对新型建筑材料技术的深入探索。 文章首先回顾了已有的钢管RPC结构的轴压承载力计算方法，并在此基础上，对新设计的钢管活性粉末混凝土拱桥进行了详细的结构优化。核心研究点在于比较了不同设计参数，如截面尺寸、材料用量、结构刚度和动力特性，以确保在保持正常使用性能的同时，实现材料节省和结构重量减轻。主拱截面的减小不仅降低了材料消耗，也相应减少了结构自重导致的内力和设计荷载。 作者使用ANSYS软件建立有限元分析模型，对新设计的拱桥在静力变形和动力响应方面进行了深入的计算和对比。结果显示，虽然拱肋截面的减小导致结构刚度下降和自振频率降低，但这并未超出工程设计所需的性能范围，仍能满足桥梁结构的稳定性和舒适性要求。 关键词集中在"钢管混凝土"、"活性粉末混凝土"、"拱桥"和"设计"上，反映了研究的焦点集中在这些关键领域。这篇文章提供了一种创新的设计策略，展示了活性粉末混凝土在桥梁工程中的潜在应用价值，对于优化桥梁结构、节约资源以及提升工程经济性具有重要意义。通过这篇首发论文，研究人员为后续的钢管活性粉末混凝土拱桥设计和施工实践提供了有价值的数据支持和技术指导。