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大跨径钢杵架拱桥的静力、动力及稳定性分析和方案比较
| 论文题名： | 大跨径钢杵架拱桥的静力、动力及稳定性分析和方案比较 |
| 关键词： | 上承式钢桁架拱桥;静力行为;动力特性;稳定性分析 |
| 摘要： | 本文以湖南湘西猛洞河大桥为工程背景，对其主跨为450m的上承式钢桁架拱桥设计方案进行了静力行为、动力特性和稳定性能做了分析和研究，希望对日后同类型桥梁的设计有一定的参考价值。 首先，本文列举了几座国内外有名的钢桁架拱桥，简单介绍了此类型桥梁的国内外发展历史，结构体系一般构造、分类和优缺点，静力问题和稳定性问题的研究现状。然后简单介绍了稳定问题的基本概念、失稳判定准则以及一般拱桥的失稳形式。 其次，运用MIDAS对工程背景猛洞河大桥设计方案一建立有限元模型，分析计算了其在恒载、移动荷载和温度荷载作用下的响应。针对钢桁架拱桥的拱肋弦杆、腹杆、直斜平联、内斜撑、立柱及立柱间支撑、边墩及边墩横撑、立柱顶盖梁和主梁等八个部分，详细的阐述了在三类荷载作用下各个部分静力响应分布规律。验算了三种荷载组合工况下桥梁结构的静力性能。 再次，运用ANSYS对工程背景猛洞河大桥设计方案一建立有限元模型，分析了其裸拱状态和成桥状态动力特性、裸拱状态和成桥状态的弹性稳定性以及裸拱状态考虑几何非线性的稳定性。比较了弹性稳定系数和非线性稳定系数的大小，得出几何非线性对钢桁架结构稳定性的影响程度。比较了划分不同的单元数量对结构弹性稳定性的影响。 最后，参照美国新河峡谷大桥的拱肋中腹杆及平联的结构布置，设计了猛洞河大桥方案二，并探讨了拱的弦杆、腹杆、直平联和斜平联等杆件截面大小对方案二拱肋弹性稳定性的影响。在上述分析基础上，通过调整方案二中直腹杆、斜腹杆、直平联和斜平联杆件尺寸，使得方案二具有与方案一相同的一阶侧向和一阶竖向稳定安全系数。从经济性以及结构应力角度看，方案二比方案一优越，而且方案二因杆件数量少，施工上也更为简便。 |
| 作者： | 赵紫彪 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 陈政清;王甜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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