钢管混凝土拱桥空间稳定性研究-桥梁与隧道工程专业论文.docxVIP

钢管混凝土拱桥空间稳定性分析 钢管混凝土拱桥空间稳定性分析 摘 要 拱桥稳定性问题研究由面内到面外、由弹性理论到挠度理论，进而发展到 考虑几何非线性和材料非线性的拱的极限稳定理论。目前单拱肋的面内弹性稳 定分析已经很成熟，但对于复杂结构体系的拱桥，由于吊杆和桥面结构的影响， 其侧倾稳定荷载无解析解，必须采用数值方法进行计算。应用结构几何非线性 和材料非线性本构关系进行拱的极限稳定分析，并通过有限元法予以实现，是 拱桥稳定承载力研究的趋势。论文主要研究大跨度钢管混凝土系杆拱桥的面内 第一类稳定性分析，主要讨论和研究的问题大致分为以下几个方面：1．钢管混凝 土构件的基本计算原理。由于钢管混凝土是一种复合材料，其力学性能目前尚 无统一理论，文中采用中国学者提出的“统一理论”对此进行简要概述。2．大跨 度系杆拱桥稳定性分析理论。重点讨论平面外屈曲稳定分析的有限元法。利用 非线性几何方程和总势能驻值原理推导了空间梁单元的刚度方程，并由此建立 了第一类稳定问题的特征方程。3．大跨度系杆拱桥稳定性分析。针对某工程实例 采用有限元法程序分析了大跨度系杆拱桥的稳定特性，并简要分析了影响系杆 拱桥稳定的因素。4．由于材料和结构几何特性的复杂性，目前钢管混凝土结构原 理及钢管混凝土系杆拱桥结构稳定性分析还不完善，文中提出了对该问题的展 望。文章主要为了工程设计实践服务，具有一定的参考价值。 关键词： 钢管混凝土系杆拱桥稳定性屈曲模态几何非线性材料非 线性有限元分析法 Spatial Spatial Stabifity Analysis of Concrete--fdled Steel Tube Arch Bridge ABSTRACT The research of arch stability problem develops from in—plane to out-plane， from elastic theory to inelastic theory，then develops to ultimate stability theory which concems for geometric nonlinearity and material nonlinearity．In—plane elastic stability analysis of single arch rib comes to very consummate，as to arch bridge of complicated structure，its side-acclivitous stability load has no analytic answer because ofthe suspenders and bridge pavement structure，and it must be analyzed in numerical method．It is the arch bridge stability load research trend that people used geometric nonlinearity and material nonlinearity constitutive relationship to analyze the ultimate stability of arch in method of finite element．The in-span first type stability of long-·span concrete·-filled steel tube tied·-arch bridge in this article and its mainly discuss and research problems the following：Firstly，basal theory of concrete—filled steel tube structure．For concrete—filled steel tube is a composite material，there is no uniform theory of its mechanical performance，so“uniform theory’brought by a Chinese scholar is quoted to summarize this problem． Secondly，long—span fled-arch bridge stability analysis theory．It mainly discusses on stability finite element method ofout·spane fl