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大跨径钢管混凝土拱桥稳定性及极限承载力研究
| 论文题名： | 大跨径钢管混凝土拱桥稳定性及极限承载力研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;稳定性;极限承载力;几何非线性;材料非线性 |
| 摘要： | 钢管混凝土拱桥以其特有的优点，被广泛地采用。随着拱桥跨径以及结构承受荷载的增大，钢管拱在施工阶段及运营阶段的稳定性与极限承载力问题显得更加突出。大跨度钢管混凝土拱桥稳定性及极限承载力的研究具有重要的理论意义和工程价值。 本文总结了国内外学者在钢管混凝土拱桥稳定及极限承载力分析方面的研究成果，系统地阐述了钢管混凝土拱桥稳定及极限承载力的相关理论。以汉中市汉江城市桥闸工程钢管混凝土拱桥为工程背景，运用大型有限元软件ANSYS对其拱肋混凝土灌注过程及成桥阶段的五种工况进行了特征值屈曲分析、几何非线性屈曲分析和双重非线性屈曲分析；还对其进行了有关参数分析，量化了矢跨比、横向联系、拱轴线的偏移等物理几何特性指标对钢管混凝土拱桥成桥使用阶段稳定与极限承载力的影响。为该类桥梁的设计与施工提供了有意义的参考。并指出了ANSYS中的梁单元在处理核心混凝土的材料非线性时不能考虑拉裂及由此引起截面形心变化的不足。 针对ANSYS的不足，本文选用了能反映钢材和核心混凝土受力特性的本构关系，考虑了核心混凝土的拉裂及由此引起截面形心变化，运用空间杆系有限元理论、钢管混凝土材料纤维理论的研究成果和改进的空间梁单元截面刚度计算的Cranston方法，开发了考虑钢管混凝土拱桥空间双重非线性极限承载力分析程序，对某钢管混凝土拱肋用所编程序进行计算，并将计算结果与ANSYS的计算结果、试验结果进行对比，表明自编程序具有较高的精度，且钢管混凝土拱桥稳定与极限承载力分析中混凝土拉裂较大地降低了其稳定与极限承载力。 |
| 作者： | 曾昭东 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李传习;肖勇刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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