鋼筋混凝土雙肋拱橋的側傾穩(wěn)定研究及地震反應分析.pdf

1、鋼筋混凝土拱橋雖不算一個新式的橋梁形式,但在中小跨度橋梁設計中經常被采用,尤其是拋物線形拱橋.中國在七、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)定性對安全運營至關重要,分析橋梁各個參數對穩(wěn)定性的影響并對橋梁安全薄弱部分進行研究是有現實意義的.以往有人直接拿圓弧拱的臨界荷載公式直接用,實際效果不理想;有人用有限元方法來實現,但是比較麻煩且不一定收斂.隨著大量新材料新技術的應用,更加需要建立一個比較簡單的實用計算

2、方法來評估拋物線拱橋的側傾穩(wěn)定臨界荷載并對拱橋潛在的薄弱點進行安全預警.為此,該文結合英那河大橋健康檢測項目做了以下幾方面工作:1.詳細總結推導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傾穩(wěn)定臨界荷載公式,考查了非保向力效應的影響.2.對豎向荷載作用下的拋物線平行雙肋拱進行側向穩(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、橫撐數量等參數對側傾臨界荷載系數的影響.比

3、較了不同參數下臨界荷載系數的變化趨勢,并分析了非保向力效應對拱橋側傾穩(wěn)定的影響.3.運用ANSYS這一大型有限元商業(yè)軟件對英那河水庫壩下大橋進行了詳細的穩(wěn)定性分析,驗證了該文利用能量法臨界荷載公式.對實橋模型進行參數調整,給出各種工況下橋梁的失穩(wěn)模式和數值,指出了對此類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,并對英那河大橋提高橫向穩(wěn)定性的措施的經濟合理性進行了理論分析.4.研究了英那河大橋地震時程反應,通過調整部分重要

4、控制截面的尺寸和彈性模量而形成共計36個工況來模擬實際結構發(fā)生不同程度的損傷,分析每一個工況下主拱肋和縱梁的地震反應,得到最不利的工況.這樣為英那河這一類鋼筋混凝土拱橋的安全運營提出了合理建議,要求在現實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向穩(wěn)定的一套理論,使得在進行拱橋側向穩(wěn)定分析時,不需要建立復雜的有限元模型.通過分析也充分認識了各個設計參數對拱橋穩(wěn)定不盡相同的重要程度.通過對英那河實橋的有限元分