原文传递
具有初始几何缺陷悬链线成拱的稳定承载力分析
| 论文题名： | 具有初始几何缺陷悬链线成拱的稳定承载力分析 |
| 关键词： | 悬链线拱桥;结构稳定性;结构承载力;样条函数 |
| 摘要： | 近年来大跨度悬链线拱桥在我国得到了广泛应用，随着其跨度的不断增大，稳定问题成为设计和施工中的关键问题。由于施工过程中不确定因素的存在，拱桥将不可避免地产生或大或小的初始几何缺陷。初始几何缺陷的存在，将导致结构稳定承载力下降，因此在施工过程中应该严格控制初始几何缺陷。然而，初始几何缺陷到底控制在怎样的一个范围内，既能够保证结构安全，又能够保证施工方便呢?本文将利用样条函数和稳定理论来研究此问题。 样条函数以其特有的优点可以用来逼近任意的连续曲线，且具有很高的精度。本文中，样条函数一方面被用来逼近各种不同形态和不同幅值大小的初始几何缺陷，另一方面被用来建立空间曲梁的位移函数(即建立样条元)。结果表明，采用样条函数方法是可行的，并且它具有高精度、高效率和输入数据少的优点。 本文建立了能够同时考虑面内和面外稳定的控制方程，推导了基于样条函数的刚度矩阵和荷载向量，并利用Matlab编制了计算程序。程序中考虑了初始几何缺陷的影响，并采用边缘纤维屈服准则来判断结构是否失稳。分别计算了考虑几何非线性和不考虑几何非线性两种情况，结果表明：(一)、随着荷载的增加，具有类似于低阶失稳模态的初始几何缺陷的拱更容易失稳；(二)、无论初始几何缺陷形态是什么形式，结构失稳时都对应于一阶失稳模态；(三)、考虑几何非线性时的稳定系数明显低于不考虑几何非线性时的稳定系数。 钢管混凝土拱桥在浇注管内混凝土过程时，分析结果表明：(一)、稳定系数降低率大于混凝土强度形成后的稳定系数降低率；(二)、混凝土灌注过程中的结构稳定性远低于混凝土强度形成后的稳定性，其稳定系数约为混凝土强度形成后的结构稳定系数的25％。 本文最后考虑了三种形态的初始几何缺陷对稳定系数的影响，从计算结果可以看出：随着拱桥跨径的增大，初始几何缺陷的影响变得越来越显著；初始几何缺陷相同时，拱轴系数和矢跨比不同时稳定系数的差别很小；初始几何缺陷的大小和形态是结构稳定的重要影响因素，二者均不可忽略。本文忽略了矢跨比和拱轴系数两个参数的影响，初步建立起稳定系数降低率η与缺陷形态和大小的关系表。 |
| 作者： | 朱从明 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 宋建华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
