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大跨度钢箱系杆拱桥的弹塑性稳定分析
| 论文题名： | 大跨度钢箱系杆拱桥的弹塑性稳定分析 |
| 关键词： | 钢箱系杆拱桥;桥涵设计;弹塑性稳定;有限元分析 |
| 摘要： | 由于系杆部分可以承受拱脚的水平推力，系杆拱桥对墩台和地基的要求明显降低，扩大了系杆拱桥的使用范围。与传统拱桥相比，系杆拱桥具有明显的力学和美学优势，在桥梁设计和建设中备受青睐，而随着跨径的增加，稳定问题成为设计的主要控制因素之一。 本文回顾了拱桥稳定分析理论的发展过程和研究现状，确定了影响拱桥稳定的主要因素有:压弯效应、大位移效应、材料非线性因素。介绍了桥梁结构几何非线性和材料非线性有限元理论。针对几何非线性，首先对TL列式、UL列式以及CR列式进行比较，然后重点介绍了CR列式的概念、坐标系和转动问题。针对材料非线性，介绍了塑性铰法和塑性区法的概念，并结合理想弹塑性本构模型，重点介绍了网格模型法求解单元弹塑性刚度矩阵的过程。针对以上影响稳定的三种因素，分别通过在空间梁单元刚度矩阵中引入稳定函数、CR列式法、网格模型法计算弹塑性刚度矩阵进行考虑。 介绍了第一类稳定问题和第二类稳定问题的有限元分析方法，并采用C++语言编制了拱桥稳定分析程序，实现了拱桥的弹塑性静力计算、第一类弹性稳定计算和第二类弹塑性稳定计算，在拱桥的稳定计算中实现了双重非线性的考虑，并结合算例验证程序的准确性。 运用已编制的拱桥稳定分析程序，对国内某下承式钢箱系杆拱桥进行了第二类弹塑性稳定计算，分析拱桥的塑性区域的发展过程、失稳机理，分析了材料非线性因素对该系杆拱桥稳定的影响，说明该桥满足稳定性要求。 |
| 作者： | 栾紫明 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 唐茂林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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