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大跨度钢管混凝土系杆拱桥稳定性分析
| 论文题名： | 大跨度钢管混凝土系杆拱桥稳定性分析 |
| 关键词： | 钢管混凝土;系杆拱桥;极限承载力;稳定性分析;拱桥吊装 |
| 摘要： | 钢管混凝土拱桥由于能较好解决拱桥吊装重量和跨度之间的矛盾，因此成为近十几年来发展最为迅速的桥梁结构之一。但是，相对于工程实践，钢管混凝土拱桥的设计理论相对滞后。特别是对于大跨度钢管混凝土拱桥而言，随着其宽跨比的减小，结构的相对刚度较弱，因此钢管混凝土拱桥的稳定性变得越来越重要。对大跨度钢管混凝土拱桥稳定性的研究具有重要的理论意义和工程价值。 稳定问题通常分为两类，第一类是以线弹性为基础的分支点失稳，第二类是考虑几何非线性与材料非线性的极值点失稳。实际工程中，拱桥的恒载压力线会偏离拱轴线，此外，由于施工预拱度的设置、施工偏差导致的初变形、非对称加载等因素，使得实际拱的失稳形态大部分属于第二类失稳，即极值点失稳。 本文首先详细阐述了线性与非线性稳定的相关理论，并对各种非线性的求解方法进行了讨论。在此基础上，采用大型通用有限元软件ANSYS对一座跨径为125+125m的下承式钢管混凝土系杆拱桥进行线弹性、几何非线性、双重非线性分析。双重非线性分析时只考虑拱肋的材料非线性，其他构件只考虑几何非线性。分析结果表明：线弹性分析的安全系数明显偏大，可能产生偏于不安全的结果；几何非线性对钢管混凝土拱桥的稳定性影响较小；考虑双重非线性计算出稳定系数要远小于按线弹性分析和考虑几何非线性的分析结果。因此钢管混凝土拱桥稳定性分析需要考虑几何非线性和材料非线性的影响。最后，分析了横撑布置方式以及数量、核心混凝土的约束效应、初始缺陷等对稳定系数的影响。计算成果及结论可供钢管混凝土拱桥设计时参考。 |
| 作者： | 黄峰 |
| 专业： | 公路桥梁与渡河工程 |
| 导师： | 杨德灿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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