大跨度斜拉拱橋的穩(wěn)定性及模型試驗(yàn)研究.pdf

1、斜拉拱橋作為近年來(lái)出現(xiàn)的一種新型組合橋梁，其理論研究目前還處于起步階段。斜拉拱橋作為拱橋和斜拉橋的組合體系，其穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)、施工中的一個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)，本文結(jié)合湘潭湘江四大橋主橋模型實(shí)驗(yàn)，對(duì)斜拉拱橋的穩(wěn)定性作了一些具體研究。 在總結(jié)前人對(duì)圓弧拱的面內(nèi)，面外屈曲臨界荷載計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，利用能量法，推導(dǎo)了斜拉拱橋的側(cè)傾臨界荷載計(jì)算公式。在此基礎(chǔ)上，以在建的湘潭湘江四大橋?yàn)楣こ瘫尘?，利用大型有限元軟件ANSYS，考慮幾何非線性和材料非線性

2、，建立了該橋空間三維有限元模型，并分析了該橋在三種不同荷載工況下的穩(wěn)定性。計(jì)算結(jié)果表明，在不同的加載工況下，幾何非線性對(duì)結(jié)構(gòu)的臨界荷載影響程度不同，幾何非線性對(duì)全橋均布活荷載作用下的臨界荷載影響較小，考慮幾何非線性后，臨界荷載僅下降了10％，而在半橋均布活荷載和集中荷載作用下，幾何非線性對(duì)其臨界荷載影響很大，考慮后其臨界荷載分別下降了35.38％和74.08％。在三種加載工況作用下，考慮雙重非線性的臨界荷載遠(yuǎn)小于線彈性和僅考慮幾何非線性

3、臨界荷載。因此，采用線彈性和僅考慮幾何非線性方法均會(huì)過(guò)高地估計(jì)結(jié)構(gòu)的極限承載力，要準(zhǔn)確評(píng)估出結(jié)構(gòu)的極限承載力必須考慮雙重非線性。本文還通過(guò)改變橫撐的布置形式、剛度及斜拉索的索力，分析了橫撐和斜拉索對(duì)斜拉拱橋穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，橫撐的布置形式對(duì)其穩(wěn)定性影響很大，而其剛度相對(duì)要小些；斜拉索的存在能明顯提高其穩(wěn)定性，斜拉索索力的大小對(duì)其穩(wěn)定性有一定的影響，索力越大，穩(wěn)定安全系數(shù)越高。 最后，為了研究湘潭湘江四大橋的實(shí)際受力性能及穩(wěn)