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外倾式钢箱肋拱桥极限承载力分析与参数研究
| 论文题名： | 外倾式钢箱肋拱桥极限承载力分析与参数研究 |
| 关键词： | 外倾式钢箱肋拱桥;极限承载力;桥梁设计;空间模型;有限元建模 |
| 摘要： | 外倾式钢箱肋拱桥是一种极具美学价值的桥梁形式，因此多被应用于城市景观桥梁。这种异型的设计使得该桥型的构造和受力相当复杂，但国内外对此研究较少。本文以西安市浐灞生态区1号桥为工程背景，利用大型程序Ansys建立空间模型，对此类结构的极限承载力及其影响因素进行研究。 本文调研并分析了钢拱桥在国内外的发展及其极限承载力的研究现状。基于拱桥稳定性分析的基础理论，给出拱桥有限元建模的单元选取及建模方法。在第一类稳定性分析方面，计算了前四阶失稳特征值，并分析了拱肋刚度、布载方式、拱肋外倾角度、加劲梁抗弯刚度、端横梁刚度这些参数对失稳的影响。在极限承载力分析方面，采用几何非线性、材料非线性及双重非线性三种方法分别计算运营荷载作用下的应力和变形。同时分析了拱肋的外倾角度、材料强度、拱肋刚度、荷载形式、加劲梁刚度对该拱桥极限承载力的影响。研究表明：在第一类稳定性分析中，所有一阶失稳模态均为面外失稳，说明外倾式钢箱肋拱桥的面外刚度小于面内刚度，且拱肋抗弯刚度、布载方式、加劲梁抗弯刚度这些参数对第一类稳定的影响较大。在极限承载力分析中，材料非线性比几何非线性对拱桥的极限承载力影响大，荷载形式、材料强度对极限承载力的影响较大。 本文的研究结果不但为西安市浐灞生态区1号桥的营运管理提供了技术支持，亦为今后研究外倾式钢箱肋拱桥的稳定性打下了良好的工作基础。 |
| 作者： | 孙向华 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 贺拴海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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