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大跨度钢管混凝土拱桥整体稳定性研究
| 论文题名： | 大跨度钢管混凝土拱桥整体稳定性研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土;拱桥;非对称;X型拱肋;稳定性;有限元 |
| 摘要： | 钢管混凝土X型肋拱桥是一种利用拱肋侧倾来提高其横向整体稳定性的桥型,在宽跨比较小的钢管混凝土拱桥设计中应用较多.野三河大桥是一座非对称中承式钢管混凝土无铰拱桥,拱肋为平面桁架形式,所以采用了X型拱肋以提高其横向稳定性.该文应用大型通用软件ANSYS6.1,结合该桥的特点,根据目前钢管混凝土构件力学特性的研究成果,在稳定性分析中引入了钢管混凝土构件的轴压本构关系,以考虑材料非线性对稳定的影响.通过该桥的线弹性、几何与材料非线性有限元分析,结果显示基于几何和材料非线性下的稳定系数要比线弹性分析和几何非线性分析结果有较大下降.同时也说明通过几何-材料非线性比较精确地求得了该桥实际的稳定系数.由于钢管混凝土拱桥具有大变形-大应变特点,通过用几何非线性方法对该桥进行稳定性计算,可得到拱肋有很大的横向位移,最大位移达到4.73米.结合该桥的实际情况,其功能和强度已不满足要求.通过双重非线性计算时.拱肋的最大横向位移为1.126米,说明对在该桥型运营实行监控检测时,可以把双重非线性分析所得的最大位移作为参考依据.几何非线性对大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性影响较小.考虑几何非线性后,稳定系数仅下降了12％.考虑几何非线性和材料非线性后,大跨度钢管混凝土拱桥的稳定系数最小,约为弹性稳定系数的45%,在分析大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性时,应考虑材料非线性和几何非线性的共同作用.此外,采用线弹性方法,就拱的吊杆的非保向力效应、桥面系的刚度、横撑布置形式、拱肋侧倾角等因素对该桥整体稳定性的影响展开探讨与研究.文中给出了各因素变化情况下的稳定安全系数,指出了对钢管混凝土提篮拱稳定性有显著影响的因素及其合理变化范围,并对野三河大桥提高稳定性的措施的经济合理性进行了分析.该文在总结野三河大桥设计的特点和优点的基础上,论述了影响钢管混凝土提篮拱桥整体稳定性的多种因素,对钢管混凝土拱桥设计具有一定的参考价值. |
| 作者： | 陈光林 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 吴卫国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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