内倾式拱桥稳定性分析

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拱桥是一种历史悠久的桥梁形式,随着科技的发展,基于美学方面的考虑使得现代拱桥正向着大跨度、复杂体系方向发展,因此作为主要受压的构件,拱桥的稳定问题越来越突出,成为制约其发展的主要因素。内倾式拱桥拱肋在承压的同时还承受一定的弯矩、扭矩和剪力的作用,受力形式复杂,因而在施工及运营过程中存在的稳定问题较突出。稳定问题主要有两类,第一类稳定为特征值的问题,对实际工程有重要的指导意义。但实际中由于结构的初始缺陷及材料的本构关系的存在,拱桥失稳问题都是第二类失稳问题,所以在进行拱桥稳定性分析时应考虑几何非线性的影响,这样才会得出对工程有现实意义的结果。本文以沈阳市浑河佰官大桥为工程背景,通过第一类稳定性分析,研究了影响这种桥型稳定性的各种结构参数,掌握了各种结构参数变化对拱桥稳定影响的规律。同时也对Ⅳ号拱肋进行了几何非线性稳定的稳定分析。在文章最后进行对该桥施工阶段的最不利阶段进行了专门的稳定性分析。计算结果表明,全桥稳定安全储备较高,稳定性薄弱位置为Ⅲ、Ⅳ号拱肋,其中Ⅲ号拱肋因拱顶横撑的存在所以失稳形式主要以面内失稳为主,工况一作用下稳定系数为18.07。Ⅳ号拱肋因无横撑,所以面外失稳形式较为突出,工况一作用下稳定系数为18.44。在复杂体系桥梁中几何非线因素对稳定分析影响较大,必须加以考虑。通过计算分析得出:性拱桥的稳定系数与吊杆顺桥向间距成反比,与拱肋内倾角成正比,与非保向力成正比,其中非保向力的存在对结构的稳定很有益。文中对佰官大桥的施工过程中最不利位置进行了稳定性分析,结果表明施工过程稳定性达到安全标准。
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