鋼筋混凝土雙肋拱橋的側(cè)傾穩(wěn)定研究及地震反應(yīng)分析.pdf

1、鋼筋混凝土拱橋雖不算一個(gè)新式的橋梁形式,但在中小跨度橋梁設(shè)計(jì)中經(jīng)常被采用,尤其是拋物線形拱橋.中國(guó)在七、八十年代直至目前建造了大量的鋼筋混凝土拱橋,這些在役和新建的橋梁的穩(wěn)定性對(duì)安全運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要,分析橋梁各個(gè)參數(shù)對(duì)穩(wěn)定性的影響并對(duì)橋梁安全薄弱部分進(jìn)行研究是有現(xiàn)實(shí)意義的.以往有人直接拿圓弧拱的臨界荷載公式直接用,實(shí)際效果不理想;有人用有限元方法來(lái)實(shí)現(xiàn),但是比較麻煩且不一定收斂.隨著大量新材料新技術(shù)的應(yīng)用,更加需要建立一個(gè)比較簡(jiǎn)單的實(shí)用計(jì)算

2、方法來(lái)評(píng)估拋物線拱橋的側(cè)傾穩(wěn)定臨界荷載并對(duì)拱橋潛在的薄弱點(diǎn)進(jìn)行安全預(yù)警.為此,該文結(jié)合英那河大橋健康檢測(cè)項(xiàng)目做了以下幾方面工作:1.詳細(xì)總結(jié)推導(dǎo)圓弧拱空間彎扭變形的基本方程,分拱腳鉸支和拱腳嵌固兩種情況用能量法求出拱側(cè)傾穩(wěn)定臨界荷載公式,考查了非保向力效應(yīng)的影響.2.對(duì)豎向荷載作用下的拋物線平行雙肋拱進(jìn)行側(cè)向穩(wěn)定分析,分析了矢跨比、拱腳支撐條件、拱肋的抗彎剛度和抗扭剛度、橫撐抗彎剛度和抗扭剛度、橫撐數(shù)量等參數(shù)對(duì)側(cè)傾臨界荷載系數(shù)的影響.比

3、較了不同參數(shù)下臨界荷載系數(shù)的變化趨勢(shì),并分析了非保向力效應(yīng)對(duì)拱橋側(cè)傾穩(wěn)定的影響.3.運(yùn)用ANSYS這一大型有限元商業(yè)軟件對(duì)英那河水庫(kù)壩下大橋進(jìn)行了詳細(xì)的穩(wěn)定性分析,驗(yàn)證了該文利用能量法臨界荷載公式.對(duì)實(shí)橋模型進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,給出各種工況下橋梁的失穩(wěn)模式和數(shù)值,指出了對(duì)此類(lèi)鋼筋混凝土拱橋橫向穩(wěn)定性有顯著影響的因素及其合理變化范圍,并對(duì)英那河大橋提高橫向穩(wěn)定性的措施的經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行了理論分析.4.研究了英那河大橋地震時(shí)程反應(yīng),通過(guò)調(diào)整部分重要

4、控制截面的尺寸和彈性模量而形成共計(jì)36個(gè)工況來(lái)模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度的損傷,分析每一個(gè)工況下主拱肋和縱梁的地震反應(yīng),得到最不利的工況.這樣為英那河這一類(lèi)鋼筋混凝土拱橋的安全運(yùn)營(yíng)提出了合理建議,要求在現(xiàn)實(shí)中盡量避免最不利工況的發(fā)生.綜上所述,該文分析完善了拋物線平行雙肋拱橋側(cè)向穩(wěn)定的一套理論,使得在進(jìn)行拱橋側(cè)向穩(wěn)定分析時(shí),不需要建立復(fù)雜的有限元模型.通過(guò)分析也充分認(rèn)識(shí)了各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)拱橋穩(wěn)定不盡相同的重要程度.通過(guò)對(duì)英那河實(shí)橋的有限元分