基于焊接殘余應(yīng)力的鋼箱拱極限承載力分析.pdf

1、隨著我國橋梁建設(shè)的發(fā)展，出現(xiàn)了一些造型新穎、構(gòu)造復雜的大跨度鋼拱橋，其極限承載力是設(shè)計建造中的關(guān)鍵問題。大跨度鋼拱橋的穩(wěn)定性及極限承載力的研究具有重要的理論意義和工程價值。以寧波甬江大橋工程為背景，本文開展了以下方面的研究。
　　本文闡述了大跨度鋼拱橋穩(wěn)定及極限承載力的理論研究歷史和現(xiàn)狀，概括了國內(nèi)外眾多學者在大跨度鋼拱橋穩(wěn)定及極限承載力方面的研究成果，具體的闡述了大跨度鋼拱橋穩(wěn)定及極限承載力的相關(guān)理論，焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生原因和用

2、有限元對其進行分析的原理，精確的計算出鋼箱焊接殘余應(yīng)力的大小。對寧波甬江大橋進行了第一類穩(wěn)定分析，并得出了結(jié)論；進行第二類穩(wěn)定分析時，考慮了結(jié)構(gòu)的幾何非線性和材料的非線性，研究各類參數(shù)對大跨度鋼拱橋極限承載力的影響。
　　文章運用大型有限元軟件ANSYS對寧波甬江大橋建立空間有限元模型，分析大跨度鋼拱橋在成橋狀態(tài)下的失穩(wěn)模態(tài)并得出相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)，并在成橋狀態(tài)下對其整體穩(wěn)定性展開討論。此外，本文還探討了橫撐截面面積、橫撐布置間距

3、、主拱截面高度、拱肋傾斜角度、焊接殘余應(yīng)力等物理、幾何特性指標對大跨度鋼拱橋成橋階段穩(wěn)定性的影響，得出了相關(guān)的結(jié)論。
　　(1)鋼箱拱是大跨度箱型截面，橫向?qū)挾容^大，其面外剛度較強，所以面內(nèi)失穩(wěn)為其主要的破壞形式。
　　(2)由于鋼箱拱采用了全截面焊接，所以整座橋梁中，焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力很大，本文通過ANSYS對焊接殘余應(yīng)力的分布及大小進行了計算，并得出了精確的數(shù)值。
　　(3)考慮了焊接殘余應(yīng)力的大跨度鋼拱橋與不考慮