摘要：针对混凝土桥梁服役过程中荷载和环境作用，研究了耦合效应的数值分析方法。通过对荷载作用下钢筋锈蚀过程的分析，将钢筋应变分解为弹性应变和锈蚀应变，定义锈蚀应变与瞬时弹性应变的比值为钢筋的锈蚀系数，引入锈蚀钢筋的名义弹性模量，得出锈蚀钢筋的时变本构关系；基于虚功原理，推导了荷载一环境耦合作用下，钢筋混凝土单元的有限元列式，并给出了采用时程分析法的计算流程；采用Fortran语言编制非线性有限元程序对这一问题进行数值求解，并通过3片梁的模型试验验证上述方法的有效性。结果表明，钢筋混凝土桥梁荷载和环境耦合分析中，不仅需考虑钢筋锈蚀引起单元刚度矩阵的改变，同时应考虑附加节点荷载，本文提出的数值方法可用于混凝土桥梁长期力学性能的预测。

关键词：桥梁工程 混凝土桥梁 耐久性 耦合作用分析 锈蚀 

单位：河南省桥梁诊断与加固工程技术研究中心 河南郑州450015 河南省交通科学技术研究院有限公司 河南郑州450015 浙江大学建筑工程学院 浙江杭州310027