大跨径结合梁斜拉桥静力及稳定性分析

论文摘要

结合梁斜拉桥以其具有相对其它类型斜拉桥的诸多优点和较强竞争力,在近十几年来得到了迅猛发展并有着广阔的应用前景。因此,对结合梁斜拉桥进行静力及稳定性分析和研究具有现实意义。本论文以江津观音岩长江大桥为工程背景,在总结前人工作基础上,对结合梁斜拉桥进行静力及整体稳定性分析、以及研究在多向应力状态下的主梁局部屈曲稳定性,研究的主要内容及得出的主要结论如下：①利用平面杆系结构有限元法,根据荷载组合进行静力求解,得出主梁在辅助墩位置附近和桥面板在桥塔位置附近有最大应力,在跨中有最大挠度,结果均满足规范要求,主梁结构具有总体安全性；②利用空间结构有限元法,分析得出主梁在辅助墩位置附近和桥面板在桥塔位置附近有最大应力,在跨中有最大挠度,且均满足规范要求；全桥一阶整体失稳模态为纵桥向面内失稳,安全稳定系数为7.7,并证明得到主梁总体失稳主要是由主梁的压屈失稳而引起。计算结果具有总体安全性,不存在整体失稳问题；③根据钢板梁腹板高厚比较大的特点,通过空间有限元分析,结合梁梁段在不同的荷载组合作用下有不同的失稳形式。主梁在以受压为主的荷载组合作用下,梁段易出现横梁侧倾失稳；主梁在以受弯为主的荷载组合作用下,梁段易出现主梁腹板或加劲肋局部屈曲失稳；在设计荷载组合作用下,求得横梁侧倾的弹性稳定系数为10.3,主梁腹板及加劲肋局部屈曲弹性稳定系数为8.6。经分析可得,主纵梁、横梁及加劲肋的局部稳定性能均满足设计要求。通过以上静力及稳定性分析和研究,对已建桥梁的结构设计进行了复算和验证,确保了江津观音岩长江大桥主梁的安全性和合理性,主要计算分析方法和研究成果也对今后类似桥梁的设计和施工提供理论支持和技术参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 结合梁斜拉桥的发展概况
• 1.1.1 结合梁斜拉桥概述
• 1.1.2 结合梁斜拉桥的发展
• 1.2 结合梁斜拉桥的特点
• 1.2.1 结合梁斜拉桥的构造特点
• 1.2.2 结合梁斜拉桥的受力特点
• 1.3 国内外研究概况
• 1.3.1 组合梁在国内外的研究概况
• 1.3.2 非线性分析理论的研究概况
• 1.3.3 斜拉桥稳定性的研究概况
• 1.4 本文研究的主要内容及目标
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 研究预期成果
• 第二章 大跨径斜拉桥的结构分析理论
• 2.1 概述
• 2.2 斜拉桥的静力分析
• 2.2.1 斜拉桥整体分析
• 2.2.2 其它计算问题
• 2.3 斜拉桥稳定分析
• 2.3.1 斜拉桥局部分析
• 2.3.2 主梁稳定性实用计算方法
• 2.3.3 材料非线性分析方法
• 2.3.4 斜拉桥稳定性分析
• 2.3.5 稳定性的判断准则及评价指标
• 2.4 论文背景
• 2.5 本章小结
• 第三章 大跨径结合梁斜拉桥平面静力分析
• 3.1 平面杆系有限元分析理论
• 3.1.1 平面杆系有限元概述
• 3.1.2 平面杆系结构有限元法的主要步骤
• 3.2 计算方法概述
• 3.2.1 模型的建立
• 3.2.2 主要计算参数
• 3.2.3 斜拉桥模型的处理
• 3.3 平面静力分析
• 3.3.1 施工阶段分析
• 3.3.2 正常使用阶段分析
• 3.3.3 平面静力分析主要结论
• 3.4 本章小结
• 第四章 大跨径结合梁斜拉桥空间静力分析
• 4.1 空间静力分析概述
• 4.2 江津观音岩长江大桥空间模型建立
• 4.2.1 计算方法概述
• 4.2.2 主要计算参数
• 4.2.3 结构离散
• 4.3 空间静力分析
• 4.3.1 施工阶段分析
• 4.3.2 正常使用阶段分析
• 4.3.3 空间静力分析主要结论
• 4.4 计算结果对比分析
• 4.4.1 应力计算对比分析
• 4.4.2 位移计算对比分析
• 4.4.3 对比分析主要结论
• 4.5 整体稳定计算分析
• 4.5.1 主要计算参数和假定
• 4.5.2 总体分析稳定分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 大跨径结合梁斜拉桥局部稳定性分析
• 5.1 概述
• 5.2 局部梁段的空间分析
• 5.2.1 空间计算模型的建立
• 5.2.2 计算方法与研究内容
• 5.2.3 边界条件的处理
• 5.3 结合梁斜拉桥弹性稳定分析
• 5.3.1 主梁梁段弹性稳定分析
• 5.3.2 主梁构件弹性稳定分析
• 5.3.3 横梁构件弹性稳定分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果
• 附录