千米级钢箱梁斜拉桥稳定性研究

【摘要】：分析了斜拉桥的各种非线性因素,并针对这些非线性问题,利用通用有限元软件ANSYS中的参数化设计语言,在ANSYS中实现了斜拉索张拉模拟及施工过程的非线性分析。 从非线性有限元角度阐述了工程结构第一类稳定及第二类稳定的求解方法。阐述了斜拉桥稳定性计算原则、稳定性判别标准及评价方法、材料本构关系的简化,提出了针对千米级钢箱梁斜拉桥稳定性计算的模型处理方法及稳定性分析的计算流程。 以在建的某千米级钢箱梁斜拉桥为工程背景,分析了两种施工方案(设计施工方案及施工控制方案)下该桥施工过程中结构的稳定性。研究了两种施工方案下结构第一类稳定性计算结果的特点:分析了结构在各施工阶段仅考虑几何非线性的稳定性,研究了在此情形下斜拉索垂度效应对稳定性计算的影响,并重点考察了结构在最大双悬臂、最大单悬臂、二期恒载阶段的失稳形态;对施工控制的施工方案,同时考虑几何非线性、材料非线性,研究了结构在施工过程中的稳定性,并重点考察了结构在最大双悬臂、最大单悬臂阶段的失稳形态;分析了在施工过程中由于施工临时支架支点的单向受力特性引起的边界非线性因素对结构稳定性的影响。