大跨度鋼拱橋穩(wěn)定性及極限承載力的研究.pdf

1、隨著拱橋跨徑的增大，穩(wěn)定性變得越來越突出，成為拱橋設(shè)計的重要控制因素之一。本文以廣州番禺東沙大橋的設(shè)計方案一鋼箱系桿拱橋為工程背景，通過對其進行穩(wěn)定性分析，討論了各種因素對大跨度鋼拱橋穩(wěn)定性的影響，為以后同類橋型的設(shè)計提供有益的建議。 穩(wěn)定問題通常分為兩類，第一類穩(wěn)定問題最后歸結(jié)為求特征值問題，其計算比較簡單；但由于材料非線性、幾何非線性和初始缺陷的影響，第二類穩(wěn)定問題即極限承載力問題更符合實際，本文以現(xiàn)有理論為指導(dǎo)，從特征值穩(wěn)

2、定和極限承載力兩方面出發(fā)，通過有限元程序分析了幾何非線性和材料非線性對拱橋極限承載力的影響；拱肋內(nèi)傾對拱橋穩(wěn)定及極限承載力的影響；橫向風載對拱橋極限承載力的影響。 通過有限元理論計算結(jié)果表明，當采用截面剛度較大的拱肋、風撐以及較大的寬跨比時，拱橋結(jié)構(gòu)的自重將遠遠大于運營時的車輛荷載和風荷載，拱橋面外穩(wěn)定高于面內(nèi)穩(wěn)定，拱橋的面內(nèi)穩(wěn)定將控制設(shè)計。 在取定的初始幾何缺陷下，線性特征值屈曲分析和幾何非線性屈曲分析結(jié)果相差較??；由

3、于材料非線性的影響，非線性穩(wěn)定分析的穩(wěn)定安全系數(shù)大大低于特征值屈曲分析的結(jié)果，線性特征值屈曲分析可能產(chǎn)生非保守的結(jié)果。 當拱肋內(nèi)傾角在11度以內(nèi)時拱橋的線性穩(wěn)定系數(shù)隨傾角的增大將增大，傾角再增加將降低穩(wěn)定系數(shù)。實際橋梁設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮選用適當?shù)墓袄邇A角。 當此類拱橋出現(xiàn)面內(nèi)穩(wěn)定控制設(shè)計時，橫向風載的作用對拱橋的穩(wěn)定系數(shù)和極限承載力影響較小。抗風并非設(shè)計控制因素。因此，在風荷載比較大的地方可以考慮采用由面內(nèi)穩(wěn)定性控制設(shè)計