大跨度鋼管混凝土拱橋整體穩(wěn)定性研究.pdf

1、鋼管混凝土X型肋拱橋是一種利用拱肋側(cè)傾來提高其橫向整體穩(wěn)定性的橋型,在寬跨比較小的鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多.野三河大橋是一座非對稱中承式鋼管混凝土無鉸拱橋,拱肋為平面桁架形式,所以采用了X型拱肋以提高其橫向穩(wěn)定性.該文應(yīng)用大型通用軟件ANSYS6.1,結(jié)合該橋的特點(diǎn),根據(jù)目前鋼管混凝土構(gòu)件力學(xué)特性的研究成果,在穩(wěn)定性分析中引入了鋼管混凝土構(gòu)件的軸壓本構(gòu)關(guān)系,以考慮材料非線性對穩(wěn)定的影響.通過該橋的線彈性、幾何與材料非線性有限元分析,

2、結(jié)果顯示基于幾何和材料非線性下的穩(wěn)定系數(shù)要比線彈性分析和幾何非線性分析結(jié)果有較大下降.同時(shí)也說明通過幾何-材料非線性比較精確地求得了該橋?qū)嶋H的穩(wěn)定系數(shù).由于鋼管混凝土拱橋具有大變形-大應(yīng)變特點(diǎn),通過用幾何非線性方法對該橋進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算,可得到拱肋有很大的橫向位移,最大位移達(dá)到4.73米.結(jié)合該橋的實(shí)際情況,其功能和強(qiáng)度已不滿足要求.通過雙重非線性計(jì)算時(shí).拱肋的最大橫向位移為1.126米,說明對在該橋型運(yùn)營實(shí)行監(jiān)控檢測時(shí),可以把雙重非線性

3、分析所得的最大位移作為參考依據(jù).幾何非線性對大跨度鋼管混凝土拱橋的穩(wěn)定性影響較小.考慮幾何非線性后,穩(wěn)定系數(shù)僅下降了12％.考慮幾何非線性和材料非線性后,大跨度鋼管混凝土拱橋的穩(wěn)定系數(shù)最小,約為彈性穩(wěn)定系數(shù)的45%,在分析大跨度鋼管混凝土拱橋的穩(wěn)定性時(shí),應(yīng)考慮材料非線性和幾何非線性的共同作用.此外,采用線彈性方法,就拱的吊桿的非保向力效應(yīng)、橋面系的剛度、橫撐布置形式、拱肋側(cè)傾角等因素對該橋整體穩(wěn)定性的影響展開探討與研究.文中給出了各因素