大跨度钢箱叠合拱桥静力行为分析及稳定性的研究

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1、学位论文版权使用授权书』!fii／llfllflrfiiIiIrlrrllriIllllIfl／lllrlllll＼1780686本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，‘提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：爽垮签字日期：o沁fq年莎月幽日导师签名：秀弓狮签字日期：锄fo年乡月>≥日·■01一

2、一●◆I中图分类号：U448．22+UDC：624学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文大跨度钢箱叠合拱桥静力行为分析及稳定性研究TheStaticBehaviorAnalysisandStabilityResearchonLong—spanCombinationBoxArchBridge作者姓名：赵涛导师姓名：雷俊卿学位类别：工学学科专业：桥梁与隧道工程学号：08121650职称：教授学位级别：硕士研究方向：桥梁结构理论与应用北京交通大学2010年7月-■‘眇0致谢首先感谢我尊敬的指导老师雷俊卿教授对于本论文工作

3、的悉心指导。在整个撰写毕业论文期间，从课题的确定到论文的审阅和定稿，始终得到了雷老师的悉心指导和大力支持。雷老师渊博的知识、严谨的治学态度以及忘我的工作精神是我学习的榜样；她那谦逊朴实、豁达大度、宽厚待人的学者风范将使我终身受益。在此，谨向雷老师表示最诚挚的感谢与敬意。在论文完成过程中，感谢哈大客运专线长春新开河钢箱叠合拱桥的施工单位中交隧道局郝良秋经理、杨浩乾经理、魏斌经理等在我实习阶段给予我的支持和帮助。感谢夏超逸博士、张坤博士、张田博士、李永华同学对我日常的学习和生活给予的悉心教导和热情帮助；感谢凌敏、陈翔、田继科、邹立群，

4、他们的同窗之谊让我毕生难忘；感谢王悦瑜、冯同同、张钊等众位同门的热情帮助。感谢硕士0805的全体同学共同创造了一个团结向上的班集体，衷心地祝福他们前程似锦。此外，论文参考和引用了一些相关标准、规范、教材和论著，文中未能一一标注，在此谨向有关作者表示衷心的感谢!同时，要特别感谢我的家人对我生活和学业上的理解、支持和关心，感谢亲爱的母亲、父亲对我的养育之恩。有了他们的支持我才能顺利完成我的学业。最后感谢亲爱的母校——北京交通大学为我们提供了如此好的求学条件。赵涛2010年6月、-口■中文摘要摘要：拱桥作为一种基本桥型的出现，距今己经有

5、三千多年的历史。但是钢箱叠合拱桥作为一种比较新型的结构形式在实际中应用得还比较少，对其空间受力特性和稳定性进行探讨分析，能为今后同类型桥梁的设计提供重要参考依据。本文以哈大客运专线新开河钢箱叠合拱桥为工程背景，通过对其进行空间受力和稳定性分析，讨论了大跨度钢箱叠合拱桥的静力行为特性以及影响其稳定性的各种因素，提出了一些有利于提高钢箱叠合拱桥稳定性的设计建议。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。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。但是设计中为了

6、方便起见用的还是特征值来控制结构稳定性。本文以现有理论为指导，从特征值稳定方面出发，通过有限元程序分析了各种荷载和加载方式对钢箱叠合拱桥稳定性的影响；拱的结构形式对稳定性的影响；拱肋内倾对拱桥稳定的影响；横撑样式、布置位置及数量对拱桥稳定性的影响；以及吊杆数量和位置对钢箱叠合拱桥稳定性的影响。计算结果表明，在大多数情况下该钢箱叠合拱桥发生的基本都是拱肋面外失稳破坏，恒载对结构稳定性的影响最大，活载次之，横向风荷载对结构稳定型的影响很小。采用叠合拱的结构形式、拱肋内倾均能增大拱桥的线性稳定安全系数：吊杆数量对叠合拱的稳定性影响不明显

7、，主要由受力情况来决定其数量；钢箱叠合拱桥中采用能把上下拱肋连接起来的“X"字型或半“米"字型的横撑形式对结构稳定性提高明显，增加横撑数量将增大钢箱叠合拱桥的稳定安全系数。另外，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果。关键词：钢箱叠合拱桥；稳定性；屈曲；非线性有限元分类号：U448．22+；624-●l一ABSTRACTABSTRACTABSTRACT：Asaprimestyleofbridge，thearchbridgehasbeenusedforo

8、verthreethousandyears．However,thesteel-boxcompositearchbridgeisakindofnews眦tureform，itisnotusedinpracticeextensively．Inaddit