大跨度上承式钢筋混凝土拱桥极限承载力分析-桥梁与隧道工程专业论文.docx

The Ultimate Bearing Capacity Analysis of Long-span Reinforced Concrete Deck Arch Bridge A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Shi Chunlong Supervisor：Prof. Hu Dalin Chang’an University, Xi’an, China 论文独创性声明 本人声明:本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名: 万然灾) 户 11年 4 月 7 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 (必威体育官网网址的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名: 万7言之亿 )-.0， 千年 j 月 7 日 导师签名:叫川L川年时日 摘 要 随着交通建设的蓬勃发展和近些年西部大开发的战略实施，大跨度的钢筋混凝土拱 桥在中国西部地区得到了飞速的发展，对其施工阶段的力学行为研究和成桥状态下的极 限承载力分析具有重要的理论意义和实用价值。本文总结和归纳了目前国内外学者对拱 桥极限承载力的研究现状，介绍了拱桥的稳定理论、非线性分析有限元理论及非线性问 题的求解方法。结合背景工程马蹄河特大桥，应用有限元软件 Midas/Civil 基于影响矩阵 的未知荷载系数法对悬臂浇筑施工阶段的扣、锚索索力进行了优化，主拱圈合拢之后， 对其扣、锚索的拆除顺序进行了探讨，对该桥施工过程的稳定性进行了分析。采用 ANSYS 程序建立有限元计算模型，对该桥成桥状态下的第一类弹性稳定进行了分析， 同时研究不同加载方式、矢跨比、拱圈面内抗弯刚度对该桥第一类稳定性的影响。分别 就该桥在恒载作用下的弹性屈曲问题、第二类弹性稳定问题（几何非线性问题）以及极 限承载力问题进行了分析，并对达到极限荷载时的破坏过程和破坏形式进行了分析。影 响大跨度钢筋混凝土拱桥极限承载力的因素很多，主要分为荷载形式、结构设计参数和 初始几何缺陷三大类，通过对马蹄河特大桥的上述参数分析来寻求影响其极限承载力的 关键因素，为其设计和施工提供有力的支撑。 关键词：钢筋混凝土拱桥；施工阶段；稳定；极限承载力；几何与材料非线性 I Abstract With the vigorous development of the traffic construction and the implementation of western development strategy, long-span reinforced concrete arch bridge is wildly used in the western region of our country. It’s of great theoretical significance and practical value to study its mechanical behavior during construction and ultimate bearing capacity under finished state. The recent research status of the ultimate bearing capacity of arch bridge at home and abroad is summarized, then the theory of stability, nonlinear analysis and nonlinear finite element method is introduced in detail. Based on a reinforced concrete arch bridge named Ma Ti river, the cable force in cantilever construction process is optimized with the method of unknown load coefficient based on influence matrix provided by Midas/Civil, then, the sequence of