大跨徑有推力無鉸拱橋極限承載力研究.pdf

1、極限承載力是關(guān)系橋梁結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟(jì)的主要問題之一。隨著施工技術(shù)水平的發(fā)展和完善，以及高強(qiáng)材料和薄壁結(jié)構(gòu)的廣泛使用，使得拱橋的這一問題更顯重要。 對(duì)以承壓為主的拱橋，其極限承載力必然會(huì)涉及到穩(wěn)定問題。以往有關(guān)拱橋的屈曲計(jì)算，都是基于第一類穩(wěn)定理論進(jìn)行的。而在實(shí)際工程中，由于安裝誤差、材料缺陷、荷載施力點(diǎn)偏差等因素使得拱橋的失穩(wěn)一般都表現(xiàn)為第二類穩(wěn)定問題，即極值點(diǎn)失穩(wěn)。許多研究表明，第一類穩(wěn)定分析方法會(huì)過高估計(jì)拱的臨界力，不能保證拱

2、結(jié)構(gòu)具有足夠的安全度。只有同時(shí)考慮拱變形影響和材料彈塑性影響，按幾何和材料非線性理論求解拱的極限荷載才能得到合理的結(jié)果。本文以背景工程為研究對(duì)象，全面、系統(tǒng)地研究了有推力無鉸拱橋的極限承載力問題： 分別就研究對(duì)象在成橋狀態(tài)下的彈性屈曲問題、第二類彈性穩(wěn)定問題以及極限承載力問題進(jìn)行了對(duì)比分析。通過對(duì)雙重非線性影響下，結(jié)構(gòu)達(dá)到極限承載力時(shí)荷載--位移曲線的研究，闡明了鋼筋混凝土無鉸拱和鋼管混凝土無鉸拱的破壞機(jī)理，并對(duì)造成二者破壞機(jī)理

3、不同的內(nèi)因進(jìn)行了分析。 影響拱橋極限承載力的參數(shù)很多。本文就施工誤差(初始幾何缺陷)，荷載要素(荷載形式及其布置方式)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)(包括拱肋的矢跨比，材料強(qiáng)度，面內(nèi)剛度，含鋼率，橫撐數(shù)量、形式及其抗彎剛度)，吊桿(或立柱)非保向力效應(yīng)四類主要參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)極限承載力的影響進(jìn)行了研究。 纜索吊裝斜拉扣掛是大跨度拱橋常用施工方法之一。在該施工方法下，通過對(duì)背景工程合龍階段下的雙重非線性分析，研究了施工過程對(duì)結(jié)構(gòu)極限承載力的影響

4、。針對(duì)纜風(fēng)索在施工中的作用，就其張拉力和水平張拉角對(duì)結(jié)構(gòu)面外承載力的提高程度進(jìn)行了分析。從有利于結(jié)構(gòu)承載力的角度，討論了鋼管混凝土拱橋管內(nèi)混凝土的合理灌注方案。 本文提出采用三次樣條函數(shù)來優(yōu)化拱橋在恒載下的初選拱軸線，并編制了相應(yīng)程序。以大跨度拱橋常用合理拱軸線為對(duì)象，兼顧強(qiáng)度和剛度兩因素的影響，推導(dǎo)了恒載下拱橋極限跨徑的理論公式，進(jìn)而對(duì)極限跨徑下拱橋矢跨比的合理取值范圍進(jìn)行了討論。 最后，就進(jìn)一步工作的方向進(jìn)行了簡(jiǎn)要的