外傾式鋼箱拱橋穩(wěn)定性能研究.pdf

1、隨著鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，在國內(nèi)外建造了越來越多的鋼箱肋拱橋。本文以正在設(shè)計研究中的南寧大橋為背景，研究這種外傾式鋼箱拱橋的穩(wěn)定性能。該橋采用300米跨徑的非對稱肋拱橋，由兩條傾斜的鋼箱拱肋、橋面曲線鋼箱梁、傾斜的吊桿、系桿及肋間平臺，共同構(gòu)成一個三維的空間結(jié)構(gòu)體系。該造型使得南寧大橋的構(gòu)造和受力相當(dāng)復(fù)雜。拱肋為單箱單室鋼箱拱肋，拱肋四周為鋼板，由縱向加勁肋、橫向加勁肋板、吊點橫隔板和定位橫隔板進(jìn)行加勁。而拱橋作為壓彎結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性能的研究尤

2、為重要。 本文建立三維全橋桿系模型進(jìn)行整體穩(wěn)定計算，針對不同的荷載工況，求解整體結(jié)構(gòu)的一類穩(wěn)定屈曲系數(shù)，并針對可變的主梁剛度和拱肋剛度等因素對整體結(jié)構(gòu)做一類穩(wěn)定的參數(shù)化分析；求解結(jié)構(gòu)的二類穩(wěn)定的極限承載力系數(shù)，在求解二類穩(wěn)定的極限承載力系數(shù)時考慮幾何非線性和材料非線性的影響。另外對拱肋不同的初始變形形狀和初始變形值對結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的影響進(jìn)行了研究。 根據(jù)相關(guān)靜力分析和整體穩(wěn)定分析結(jié)果，本文選取西拱肋中部分節(jié)段，首先用理想加

3、勁板的局部穩(wěn)定計算理論，視拱肋加勁板為四邊簡支的均勻受壓板，計算板件在最不利荷載作用下的局部一類穩(wěn)定系數(shù)；然后用桿系板殼混合有限元模型，在關(guān)鍵節(jié)段建立板殼有限元模型，嵌入到整體桿系有限元模型中，計算了結(jié)構(gòu)在最不利荷載作用下整體—局部線彈性相關(guān)穩(wěn)定系數(shù)，并將結(jié)果和整體穩(wěn)定計算結(jié)果和理想加勁板的穩(wěn)定理論計算結(jié)果相比較。同時，利用混合有限元模型并分析了拱肋面板厚和縱向加勁肋間距、加勁肋板厚對結(jié)構(gòu)整體—局部線彈性相關(guān)穩(wěn)定性能的影響，以及求解彈塑