異型拱橋的拱軸線(xiàn)優(yōu)化和穩(wěn)定分析.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)已不單純滿(mǎn)足交通功能，而且作為一種空間藝術(shù)結(jié)構(gòu)物存在于社會(huì)之中。對(duì)橋梁美學(xué)的日益重視，促進(jìn)了橋梁造型的豐富多彩。在傳統(tǒng)拱橋的基礎(chǔ)上，一些新穎的異型拱橋又呈現(xiàn)在人們面前。一般來(lái)說(shuō)，異型拱橋相較于常規(guī)拱橋，在追求視覺(jué)美感的同時(shí)，必然要犧牲一些結(jié)構(gòu)受力的合理性。但一味強(qiáng)調(diào)受力的合理性，其結(jié)果只能是失去橋梁設(shè)計(jì)的個(gè)性和特色。在美學(xué)與力學(xué)之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，才能獲得合理的設(shè)計(jì)。 張家口清水河通泰橋是一種拱肋斜跨主梁

2、的異型拱橋。拱肋跨徑180m，矢跨比0.3451；主梁跨徑190m，平面半徑R=600m。結(jié)合實(shí)際工程，求解近似合理拱軸線(xiàn)，并對(duì)該橋進(jìn)行拱軸線(xiàn)優(yōu)化及整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析。本文主要內(nèi)容如下： (1)求解合理拱軸線(xiàn)。本文提出兩種合理拱軸線(xiàn)的近似求解方法：一，二階微分方程數(shù)值解法；二，桁架近似數(shù)值解法。對(duì)于吊桿斜向布置的異型拱橋且吊桿錨固點(diǎn)不在拱軸線(xiàn)上(例如，張家口清水河通泰橋)，因此在拱肋局部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加彎矩。在桁架近似數(shù)值解法的基礎(chǔ)

3、上，提出修正的桁架近似數(shù)值解法來(lái)消除附加彎矩的影響。該方法有一定實(shí)用價(jià)值。 (2)優(yōu)化拱軸線(xiàn)。結(jié)合張家口清水河通泰橋，應(yīng)用修正的桁架近似數(shù)值解法，求解拱肋的近似合理拱軸線(xiàn)?？紤]最終成橋狀態(tài)及運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下各荷載組合，通過(guò)對(duì)拱肋某些點(diǎn)施加有限個(gè)集中力來(lái)調(diào)整拱肋內(nèi)力分布，對(duì)拱肋軸線(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化，使拱肋受力均勻合理。兩側(cè)拱腳最終應(yīng)力包絡(luò)最大值相差0.093MPa。該方法較為簡(jiǎn)單實(shí)用。 (3)穩(wěn)定分析。研究大跨度拱橋的穩(wěn)定理論，包括平面