文档介绍：要摘随着拱桥跨径的增大,稳定性变得越来越突出,成为拱桥设计的重要控制因素之一。本文以广州番禺东沙大桥的设计方案一钢箱系杆拱桥为工程背景,通过对其进行稳定性分析,讨论了各种因素对大跨度钢拱桥稳定性的影响,为以后同类桥型的设计提供有益的建议。稳定问题通常分为两类,第一类稳定问题最后归结为求特征值问题,其计算比较简单;但由于材料非线性、几何非线性和初始缺陷的影响,第二类稳定问题即极限承载力问题更符合实际,本文以现有理论为指导,从特征值稳定和极限承载力两方面出发,通过有限元程序分析了几何非线性和材料非线性对拱桥极限承载力的影响:拱肋内倾对拱桥稳定及极限承载力的影响;横向风载对拱桥极限承载力的影响。通过有限元理论计算结果表明,当采用截面刚度较大的拱肋、风撑以及较大的宽跨比时,拱桥结构的自重将远远大于运营时的车辆荷载和风荷载,拱桥面外稳定高于面内稳定,拱桥的面内稳定将控制设计。在取定的初始几何缺陷下,线性特征值屈曲分析和几何非线性屈曲分析结果相差较小;由于材料非线性的影响,非线性稳定分析的稳定安全系数大大低于特征值屈曲分析的结果,线性特征值屈曲分析可能产生非保守的结当拱肋内倾角在度以内时拱桥的线性稳定系数随倾角的增大将增大,倾角再增加将降低稳定系数。实际桥梁设计时,应综合考虑选用适当的拱肋倾角。当此类拱桥出现面内稳定控制设计时,横向风载的作用对拱桥的稳定系数和极限承载力影响较小。抗风并非设计控制因素。因此,在风荷载比较大的地方可以考虑采用由面内稳定性控制设计的同类拱桥。本文只是分析了各因素单独作用对拱桥稳定的影响,未考虑各因素间的耦合作用。对于拱桥处于施工中不利状态时,要仔细验算其风的稳定性。实际风载并不是静态的,而是动态的,风载作用也是非线性的。对温度荷载的考虑本文仅考虑体系同时升降温而未考虑局部温差影响,另外未考虑钢材焊武汉理工大学硕士学位论文果。
接的残余应力的影响,这些因素也将对拱桥的稳定系数和极限承载能力产生影响,有待进一步研究。关键词:钢拱桥;稳定性;屈曲;极限承载力;非线性有限元。武汉理工大学硕士学位论文
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第滦髀拱桥的发展历史与应用现状拱桥是一种重要的建筑结构类型,在桥梁的发展史上曾经占有重要地位,迄今为止,已有三千多年的历史。拱桥在竖向荷载作用下,两端支承处除有竖向反力外,还产生水平推力,正是这个水平推力,使拱内产生轴向压力,并大大减小了跨中弯矩,使它的主拱截面材料强度得到充分发挥,跨越能力增大。拱桥,和其他的桥梁结构一样,其发展水平和生产力的发展水平息息相关,始终受力学、材料科学和施工技术的制约。在拱桥发展的早期,生产力发展水平十分地下,其发展十分缓慢。这一时期的拱桥主要有以下特征:拱的设计计算理论不成熟,计算能力有限,拱桥的设计、施工以经验为主;所用的材料多为石材:结构形式以圆弧、实腹式拱桥为主,结构形式比较单一。拱桥在中国也有着悠久的历史。修建于公元甑暮颖闭韵匕布们糯碜胖泄扒沤ㄔ斓淖罡叱删汀0布们趴缇.,矢高,宽约,板式结构,板的截面高度,离跨比为K鞘澜缟献钤绲某ḿ缡焦扒牛缬谂分尥嗲帕涸辍世纪工业革命以来,科学技术有了长足的进步,桥梁建设也逐步开始走上了科学的道路。这~时期的拱桥具有如下的特点:由于数学和力学的发展,桥梁的设计理论臻于完善;结构形式多样化,不再是上承式实腹拱的单一模式,创新出了下承式、中承式空腹拱桥,还出现了无外推力的系杆拱这种优良的结构形式。拱是一种有外推力的结构,支承拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力,因两修建拱桥要求有嶷好的地基。而系杆拱通过各种形式的系杆来平衡拱的推力,大大降低了对地基的要求。材料科学的发展也使得更多得材料用于桥梁建设,如混凝土、钢材、钢管混凝土等。吊装技术和钢材焊接技术的提高为拱桥施工建造提供了施工技术保证。这一时期得拱桥在各个方面都得到了空前得发展,拱桥的跨度不断增大,具有代表性的大武汉理工大学硕士学位论文
影响认识不足,从施工到成桥过程中始终采用同一拱轴线,实际随着拱桥受跨度钢拱桥有喊拇罄窍つ岣鄞笄,年⒚拦鶥桥、和我国上海的卢浦大桥米,年我国古代拱桥以石拱桥为主,近代由于历史的原因,经济、技术上比较落后,建国后拱桥得建设随着建筑材料的发展经历了石拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥和钢管混凝土拱桥三个阶段。年代到年代中期,修建的拱桥绝大多数是中小跨径石拱桥,最大跨度年建成的河南龙门大桥。年代中至年代,以双睦拱为代表的拱桥成为主导桥型,最大跨径是年建成的河南嵩县前河大桥,跨度,采用支架法施工。年代至年代,主导桥型是预制混凝土箱拱桥,采用无支架吊装施工。最大跨度是四川攀枝花市的宝鼎大桥,跨度。这一时期基本上采用了钢筋混凝土拱和圬工拱,