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原文传递系杆拱桥力学特性与稳定性分析

论文题名：	系杆拱桥力学特性与稳定性分析
关键词：	系杆拱桥;超静定结构;受力特点;稳定性分析;有限元;桥梁承载力
摘要：	系杆拱桥的优越性在于它突破了传统拱桥对墩、台和地基要求甚高的限制，且结构合理、造型美观、跨越能力强，是大跨度桥梁和美观桥梁的主要竞争者。随着超静定结构分析理论的发展、计算机计算技术及新材料、新工艺的应用和普及，系杆拱桥必将会得到更为广泛的应用。但由于系杆、拱肋、吊杆等主要构件材料和布置形式的多样性，系杆拱桥是一种结构形式极为丰富的桥式体系，对其结构力学特性的分析具有非常重要的现实意义。本文首先回顾了系杆拱桥的概念、特征、发展简史及现状。接着对系杆拱桥的结构体系及力学特征、稳定理论进行了系统的研究。最后结合一实际工程(张家口清水河工业南桥)的计算分析，对系杆拱桥的受力特点做了进一步的研究。本文主要内容如下： (1)结合系杆(梁)、拱肋和吊杆等系杆拱桥的主要组成部分的不同布置形式，从力学角度出发分析了不同结构体系系杆拱桥的力学特征。 (2)研究了大跨度拱桥的稳定理论，包括面内稳定和面外稳定，稳定求解方法，非保向力效应，以及两类稳定问题的有限元分析，并对影响外展式系杆拱桥稳定的一些因素进行了探讨。 (3)采用有限元分析软件MIDAS对清水河工业南桥进行成桥状态静力计算，得知车行道桥面系的受力情况是影响本桥结构安全与否的重要条件。可通过在车行道桥面系混凝土桥面板或车行道系杆中张拉预应力以防止混凝土桥面板的开裂，及优化车行道纵、横梁之间连结构造来增加桥面系受力的整体性，从而提高桥梁的承载能力。 (4)采用有限元分析软件ANSYS对清水河工业南桥进行线弹性及弹塑性的稳定分析，并对影响结构稳定的参数进行了研究。该桥拱肋截面尺寸较大，具有足够的横向刚度，并且由于吊杆的非保向力效应，整体结构稳定性能较好；通过弹塑性稳定分析发现靠近端横梁处的小纵梁随着荷载增加最先出现塑性铰，是影响结构安全的重要因素。
作者：	刘军
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	张哲
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文