中承式钢管混凝土拱桥空间稳定性分析

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要目前，对钢管混凝士拱桥受力性能和极限承载力的研究多集中在几何非线性方面，对材料非线性的研究还处于初始阶段。另外，对稳定问题的研究多集中在成桥阶段，施工阶段的稳定问题研究不够深入。例如，对施工I临时设备(缆风、吊扣系统等)对结构整体稳定性的影响、施工安装误差所引起的拱肋偏心对结构稳定性的影响等，还考虑不够：横向风力作用下缆风对拱桥的有利影响究竟如何，目前还缺乏定性定量分析，有待深入研究。鉴于此因，本文根据目前钢管混凝土拱桥稳定理论研究现状，结合工程实例，开展了以下几点工作：1、结合目前国内外钢管混凝土拱桥稳定理论的

2、研究现状，概述了考虑几何非线性、材料非线性及双重非线性的极限承载力基本理论，并详细阐述了三种较为贝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、纤维单元模型理论和三维非线性虚拟层合单元理论。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：后两种理论则相对成熟，工程实例分析时可资借鉴。2、以宜宾金沙江戎州大桥(中承式钢管混凝土拱桥)为工程背景，分析施工阶段钢管混凝土拱桥(包含施工临时设备在内)的空间稳定性及其稳定系数，研究混凝土加载程序对稳定性的影响。采用纤维单元模型理论分析几何非线性、材料非线性以及双重非线性对该桥整体稳

3、定性的影响，指出在钢管混凝土拱桥极限承载力分析时必须考虑双重非线性。3、以攀枝花陶家渡金沙江大桥(中承式钢管混凝土拱桥)为工程背景，分析桥轴线横向偏移(最大偏移量126ram)所引起的拱肋偏心对拱稳定性的影响。计算表明桥轴线偏移所引起的稳定系数(考虑双重非线性后)下降并不明显，有限的桥轴线偏移不影响结构的整体承载性能。4、以宜宾金沙江戎州大桥为工程背景，探讨缆风对钢管混凝土拱桥施工阶段稳定性的影响、缆风设置与横向风力等级的关系以及横向风力作用下缆风对拱肋稳定性的贡献。关键词：钢管混凝土拱桥；空间稳定性；极限承载力；偏压本构关系；双重非线性；缆风；横向风

4、力；偏移t西南交通大学硕士研究生学位论文第ll页Atpresent，moststudiesonthemechanicalbehaviorandultimatebearingcapacityofCFST(Concrete．filledSteelTube)archbridgearefocusingongeometricalnonlinearity,andthestudyaboutmaterialnonlinearityhasstillbeenininitialstage．Inaddition，thestabilitystudiesarealmostrela

5、tedtOcompletedbridgeoritsservicestage，theissuesofconstructionstabilityhaven’tbeenstudieddeeply．Forinstance，theinfluenceoftemporaryconstructionequipmentssuchasguy—cableandsuspending-fasteningsystem，theinfluenceofarchribeccentricitycausedbyconstrictionerroronslructuralstabilityhav

6、ebeenconsideredless．Inaddition，thereisn’tqualitativeandquantitativeanalysisaboutthebeneficialinfluenceofguy-．cableonarchbridgestabilityunderhorizontalwindforce．Basedontheseissuesandcurrentstatusquoofstabilitystudy,combinedwithtwoengineeringprojects，someresearchesareca玎iedoutasfo

7、llows．1CombinedwiththepresentstabilityanalysisofCFSTarchbridgeinhomeandabroad，thefoundationaltheoriesofultimatebeatingcapacitytakingintoaccountgeometricalnonlinearity,materialnonlinearityandthedoublenonlinearityaresummarized．Andthreerepresentativetheoriesofultimatebearingcapacit

8、y,theunifiedtheoryofCFST，thetheoryoffiberelemen