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刚构—单肋系杆拱组合桥梁稳定性研究
| 论文题名： | 刚构—单肋系杆拱组合桥梁稳定性研究 |
| 关键词： | 刚构-单肋系杆拱;组合桥梁;整体稳定性;有限元分析;非线性理论;数值模拟 |
| 摘要： | 刚构－单肋系杆拱组合桥梁是一种拱圈与刚构刚性连接，共同承担荷载的新型组合桥梁体系，它将刚构桥与拱桥有机的结合起来，不但显示了刚构桥和拱桥各自的特点，而且使得两种桥型的优点得到了相互补充。然而，对于这种单肋拱桥而言，上部结构的侧向刚度、抗扭刚度非常有限，存在着稳定性问题，尤其是拱肋的面外刚度要远小于面内刚度，因此，面外稳定问题更加突出。本文针对刚构－单肋系杆拱组合桥梁的稳定性问题，以正在修建的广州白沙河大桥为工程背景，主要做了以下工作： （1）首先用解析方法探讨了拱结构的稳定性，推导了抛物线单肋拱面内、面外弹性稳定计算的理论公式，面外稳定计算分别考虑了保向力和非保向力，提出了横向风荷载作用下面外稳定的计算公式。 （2）总结了稳定分析的有限元方法，将非线性理论全面引入稳定问题，给出了非线性稳定问题的求解思路与方法；讨论了失稳判别准则和稳定性评价指标；介绍了稳定分析在ANSYS中的实现方法。 （3）进行了整体稳定分析，分别计算了恒载、风载和列车荷载等荷载组合作用下的第一类稳定问题和考虑几何、材料等非线性因素恒载作用下的第二类稳定问题，并探讨了影响整体稳定的有关因素。 （4）进行了整体－局部相关稳定分析，首先采用理想加劲板局部稳定理论对钢箱拱肋进行了稳定分析，然后建立混合有限元全桥模型，分析了整体－局部线弹性相关稳定性及其影响因素，最后进行了整体－局部弹塑性相关稳定分析。 （5）本文最后对空气静力稳定性问题进行了研究，首先回顾了静风稳定分析的相关理论，接着利用CFD对桥梁构件的三分力系数进行数值模拟，最后分别不考虑和考虑静风荷载非线性，对白沙河大桥进行了静风荷载极限承载力分析。 |
| 作者： | 封周权 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 陈政清;祝志文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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