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原文传递钢筋混凝土拱肋稳定极限承载力研究

论文题名：	钢筋混凝土拱肋稳定极限承载力研究
关键词：	钢筋混凝土拱桥;大跨径桥梁;混凝土拱肋;稳定极限承载力
摘要：	钢筋混凝土拱肋的稳定极限承载力分析问题是大跨径钢筋混凝土拱桥设计和施工中的一个重要问题。针对大跨径钢筋混凝土拱肋的稳定极限承载力分析中存在的问题，本文在总结和吸收前人研究成果的基础上，对大跨径钢筋混凝土拱桥的稳定极限承载力分析问题进行了系统的研究，着重探讨了以下几个方面的问题：　　系统地归纳和剖析了混凝土的破坏理论以及相关破坏试验结果。结合大跨径钢筋混凝土拱肋稳定极限承载力分析过程中结构的行为特点，确定了大跨径钢筋混凝土拱肋压溃分析中混凝土破坏状态的基本参量和破坏模型。　　详细分析了现有钢筋和混凝土本构模型的特点和适用范围。确定了大跨径钢筋混凝土拱式结构稳定极限承载力数值仿真分析中钢筋和混凝土的本构模型。　　剖析了各种钢筋混凝土裂缝模型的特点和适用范围。结合大跨径钢筋混凝土拱肋压溃分析的实际需要，确定了用于模拟压溃分析中钢筋混凝土拱肋力学行为的钢筋混凝土数值模型。　　归纳分析了桥梁结构极限承载力分析中常用的数值单元模式。论述了在大跨径钢筋混凝土拱肋的稳定极限承载力数值分析中采用具有特殊功能的混凝土实体单元模式的必要性。并对大型通用软件ANSYS中钢筋混凝土实体单元的力学原理进行了剖析。　　系统地分析了结构分析中各类非线性方程组的求解方法。结合相关的数值计算，确定了大跨径钢筋混凝土拱式结构稳定极限承载力数值仿真分析中结构非线性平衡路径的跟踪策略。　　将钢筋混凝土拱肋的模型试验结果与文中所采用的基于压溃理论的数值分析结果进行了对比，二者吻合良好。从而验证了本文所采用的基于压溃理论的数值分析方法的可靠性。　　探讨了大跨径钢筋混凝土拱肋稳定极限承载力分析中一些主要参数的取值问题；借助于大型通用软件ANSYS为大跨径钢筋混凝土拱肋的稳定极限承载力分析创建了与工程实际基本吻合的压渍分析数值模型。　　以大量系统的数值仿真模型实验为基础，利用数理统计原理，创立了大跨径钢筋混凝土拱肋的稳定极限承载力的参数影响效应方程。这些影响效应方程包含了拱肋的初始几何缺陷、计算跨径、矢跨比、拱轴系数以及荷载作用形式等影响钢筋混凝土拱肋稳定极限承载力的主要因素。　　提出了一套适用于大跨径钢筋混凝土拱肋稳定极限承载力分析的满足土木工程精度要求的实用计算方法。该实用计算方法考虑了拱肋的初始几何缺陷、计算跨径、矢跨比、拱轴系数以及荷载作用形式等重要参数对钢筋混凝土拱肋稳定极限承载力的影响效应。　　分别采用本文提出的实用算法、ANSYS有限元法和现行桥梁结构设计规范法对两座实桥进行了对比性计算。得出了一些可供设计、施工和相关研究参考的结论。
作者：	李松
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	强士中
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文