高墩大跨连续刚构桥成桥稳定系数计算方法

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高墩大跨连续刚构桥以其独特的优势而得到广泛的应用,又因为连续刚构桥墩的柔性使得其稳定问题比较突出,然而由于成桥阶段结构的复杂性,没有解析解对连续刚构桥成桥稳定系数进行计算。本文总体思路是先对单肢墩和双肢墩最大悬臂阶段的稳定系数计算公式进行推导,得到成桥阶段拟合公式的一个目标函数,然后在目标函数的基础上拟合单肢墩成桥阶段和双肢墩成桥阶段的稳定系数计算公式。本文首先对结构的非线性理论以及稳定理论进行了论述,非线性理论分为几何非线性和材料非线性,结构的稳定理论分为分支点失稳和极值点失稳,并对稳定理论的有限元求解方法进行了说明。随后推导了单肢和双肢最大悬臂阶段的稳定系数计算公式,为以后的计算提供了理论依据。然后,以八座桥为基础进行扩展,通过改变墩高和墩的截面,得到了不同跨径、不同墩高和不同墩截面的一系列样本,运用Matlab进行数值分析和拟合,以单肢墩最大悬臂状态稳定系数计算公式为基础,得到了三跨单肢墩连续刚构桥稳定系数计算公式。以同样的方法又对四跨和五跨单肢墩连续刚构桥的稳定系数进行了拟合,然后总结以上规律得到了多跨单肢墩连续刚构桥的稳定系数计算公式。再然后,对双肢墩无系梁稳定系数进行拟合。先计算了双肢间距对稳定性的影响,减少了计算参数,以双肢墩最大悬臂状态稳定系数计算公式为基础,拟合方法和单肢墩的类似。最后对双肢墩有一道系梁的连续刚构桥进行了拟合,先是计算了系梁数对稳定系数的影响,然后选择一道系梁进行拟合,方法和双肢墩无系梁的相似,为二道系梁墩和三道系梁墩等稳定系数的计算提供了一种计算方法。
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