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《兰州大学》 2011年
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大跨径钢拱桥几何非线性分析及其扁平钢箱梁剪力滞效应研究

赵洪蛟  
【摘要】:本文总结了钢拱桥的发展历史,国内对大跨径拱桥的静力性能几何非线性分析研究现状、国内外对扁平钢箱梁剪力滞效应的研究现状。以实际工程项目宁波市明州大桥——主跨为450m的中承式钢箱拱肋系杆拱桥为基础,对其进行了静力性能几何非线性分析、边跨三角区扁平钢箱梁的剪力滞效应分析和扁平钢箱梁剪力滞影响参数分析。 通过建立明州大桥全桥杆系单元模型,对其施工阶段和成桥阶段进行了静力性能分析。结果表明施工阶段中考虑斜拉索、“梁柱效应”、大位移效应的几何非线性因素,对结构位移的影响约为5%,对内力的影响约为10%;成桥阶段中考虑水平拉索和吊杆、“梁柱效应”、大位移效应的几何非线性因素,对结构位移的影响约为5%,对内力的影响约为10%。因此,建议在进行大跨径钢拱桥计算时计入几何非线性的影响。 通过建立明州大桥边跨三角区梁壳混合单元模型,对其扁平钢箱梁剪力滞效应进行了分析。结果表明剪力滞效应引起截面弯曲正应力分布不均匀:截面刚度存在折减,从而使得边跨三角区整体刚度有所折减,导致边跨下肢拱的弯矩比梁单元模型计算值大30%左右。而三角区刚度的折减也使得边跨下肢拱肋和扁平钢箱梁的竖向挠度比梁单元模型计算值大30%左右。此外,剪力滞效应导致截面弯曲正应力最大为全截面有效梁单元计算值的2.8倍左右。因此,建议大跨径钢拱桥在设计和施工时,建立扁平钢箱梁的局部板壳模型进行应力计算,在进行整体分析时应对扁平钢箱梁的刚度进行折减计算。 最后,以明州大桥边跨扁平钢箱梁为基础,从有效宽度系数的角度对影响扁平钢箱梁剪力滞效应的参数进行了分析。结果发现,宽跨比对扁平钢箱梁剪力滞效应的影响最为显著,其次是纵隔板的厚度,宽高比、顶板和底板厚度、横隔板的厚度不和间距的影响很小
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U448.213

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【参考文献】
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