钢管混凝土拱桥的稳定性分析

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随着经济的迅速发展,我国城市交通的桥梁建设得到了迅速发展。钢管混凝土以其用料省、安装重量轻、施工简便、承载能力大等诸多优点被公认为是建造大跨径拱桥的一种比较理想的结构材料。钢管混凝土拱桥具有施工阶段体系不断变化、结构受力非线性、施工过程与成桥状态高度耦合等特点,因此对其进行整体稳定性分析具有重要的实用价值。本文以阅海大桥为例,对其整体稳定性进行分析计算。本文根据目前国内外钢管混凝土拱桥稳定理论研究现状,介绍了拱的两类稳定问题及稳定安全系数,同时也介绍了平衡稳定的判断准则,详细阐述了两种较为典型的钢管混凝土拱桥极限承载力理论:钢管混凝土统一理论、纤维单元模型理论。统一理论是用轴压本构关系代替偏压本构关系的半经验半理论公式,其有待完善;后种理论则相对成熟,工程实例分析时可以借鉴。随后又介绍结构非线性有限元理论,阐述了几何非线性及材料非线性在结构分析中的重要意义,并详细论述了结构几何非线性和材料非线性的分析方法。应用结构分析软件MIDAS对阅海大桥进行屈曲安全稳定分析,同时也选取几个工况应用非线性理论进行计算,研究阅海大桥在不同工况下的稳定安全系数,就横撑的布置形式、吊杆、拱肋刚度、活载效应等因素对该桥整体稳定性的影响展开探讨与研究,得出了以上因素对钢管混凝土此种桥型稳定性影响的一般规律。在归纳总结的基础上,提出了一些对工程设计有益的建议。
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