钢管混凝土拱桥空间稳定性的非线性分析-固体力学专业论文.docxVIP

钢管混凝土拱桥空间稳定性的非线性分析 摘 要 钢管混 凝土拱 桥具 有 承载力 高、造 价经 济 及形态 优美等 独特 优 点， 近 年来 在我国 交通建 设中 得 到了广 泛的应 用。 随 着拱桥 跨度的 不断 增 加，作 为以受压 为主的 结构， 稳定 成 为保证 桥梁顺 利建 成 及正常 工作的 重要 影 响因素 。稳定问 题分为 第一类 稳定 问题与第 二类稳 定问题 ，即分 支点稳 定与 极 值点稳 定 ，实际 拱结构的 失稳都 属于 第二类失 稳。 本文在 查阅国 内外 文 献的基 础上， 简要 介 绍拱桥 的发展 史， 对 稳定理 论作 了系统的 回顾与 总结 。基于工 程实例 及有 限元分析 软件 ANSYS 建立某钢 管混 凝土拱 桥有限 元计 算 模型。 计算拱 桥在 多 种荷载 作用下 线弹 性 稳定系 数，考虑 几何非 线性的 稳定 系 数及考 虑几何 、材 料 双重非 线性影 响的 稳 定系数 。分析结 果表明 ，线弹 性特 征 值屈曲 分析产 生非 保 守结果 ，仅考 虑几 何 非线性 因素时稳 定系数下 降了约 10%，考虑 双重非 线性 因 素影响的 稳定安 全系 数 约为线 弹性分 析的 50%，并 列出相 应的低阶 模态图 ，为 同类型桥 梁设计 施工 提供参考 依 据， 以改善结 构的稳 定性 能。 在此基 础上由 线性 及 非线性 理论出 发， 探 讨了影 响拱桥 整体 稳 定的参 数， 如矢跨 比、横 撑数 目 与布置 形式、 核心 混 凝土等 级、内 倾角 等 ，得出 了相关结 论。本文 结论对 此类 型拱桥的 稳定分 析有 一定的指 导借鉴 意义 。 关键词： 拱桥 钢管 混凝土 稳定 非线性 影响参数 Study on Nonlinear Stability of Concrete Filled Steel Tube Arch Bridge ABSTRACT In recent years，owing to the unique advantages such as high carrying capacity, better economic effect, beautiful form, the concrete -filled steel tube (CFST) arch bridge have been widely used in the transportation construction in our country. With the rising of bridge span, as the structure of being mainly forced by axial load, stability is one of the most important factors that ensure the regular working and safety of arch bridge. Generally stability is divided into two forms, Bifurcation Instability and Limit-Load Instability, that is exist in the real environment. The history of the arch bridge is reviewed and a detailed description of the stability theory is given in this paper based on relating the paper at abroad and home. The finite element model is established based on one real bridge as engineering background with the help of FEM ANSYS software. The stability coefficient of CFST arch bridge is solved by finite element method according to the linear stability and nonlinear stability under four load conditions. The result s show that the factor of safety is decreased by about 10% when just the HYPERLINK /s?wd=element element of geometric non-linear is t