大跨度鋼管混凝土拱橋穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)城市交通的橋梁建設(shè)得到了迅速發(fā)展。鋼管混凝土以其用料省、安裝重量輕、施工簡(jiǎn)便、承載能力大等諸多優(yōu)點(diǎn)被公認(rèn)為是建造大跨徑拱橋的一種比較理想的結(jié)構(gòu)材料。鋼管混凝土拱橋具有施工階段體系不斷變化、結(jié)構(gòu)受力非線性、施工過(guò)程與成橋狀態(tài)高度藕合等特點(diǎn)，因此對(duì)其進(jìn)行整體穩(wěn)定性分析具有重要的實(shí)用價(jià)值。本文以某大跨度鋼管混凝土拱橋?yàn)槔?，?duì)其施工過(guò)程以及成橋階段各工況的穩(wěn)定性進(jìn)行數(shù)值模擬分析。主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)以穩(wěn)定問(wèn)

2、題的基本理論以及拱橋穩(wěn)定的計(jì)算理論為基礎(chǔ)，根據(jù)鋼管混凝土拱橋的特點(diǎn)，給出了鋼管混凝土拱橋穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)、失穩(wěn)判斷準(zhǔn)則及失穩(wěn)模式判別，并對(duì)鋼管混凝土拱橋穩(wěn)定各種非線性有限元求解，方法進(jìn)行了討論。 (2)采用統(tǒng)一理論本構(gòu)模型，把鋼管混凝土視為一種組合材料，以大型通用有限元軟件ANSYS為平臺(tái)，采用beam188單元建立了鋼管混凝土拱橋的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。 (3)大跨度鋼管混凝土拱橋施工過(guò)程比較復(fù)雜，在混凝土灌注過(guò)程中，由管內(nèi)混

3、凝土的灌注產(chǎn)生的偏載以及剛度的變化等對(duì)施工階段結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有很大的影響。本文對(duì)6種混凝土灌注方案各工況下的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析，得到了最優(yōu)的鋼管混凝土澆注順序。 (4)以屈曲分析以及弧長(zhǎng)控制增量有限元方法對(duì)鋼管混凝土拱橋施工階段及成橋狀態(tài)的線彈性及彈塑性穩(wěn)定進(jìn)行了計(jì)算分析，得到各工況下第一類穩(wěn)定安全系數(shù)、失穩(wěn)模態(tài)及第二類穩(wěn)定安全系數(shù)，分析了幾何非線性以及材料非線性對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的影響。經(jīng)過(guò)比較分析，得出了初始缺陷、材料非線性是影響穩(wěn)定