钢管混凝土拱桥考虑水平荷载作用的侧倾稳定非线性分析

【摘要】： 本文通过对大跨度钢管混凝土桁式拱桥—淳安南浦大桥侧倾稳定性研究，在分别考虑线弹性和几何非线性的情况下分析了不同量值水平风荷载对南浦大桥侧倾稳定的影响。研究显示几何非线性稳定分析结果与线弹性稳定分析结果较为接近，并且在不同量值水平风荷载作用下，该桥的稳定系数下降不多。 此外，本文结合目前钢管混凝土构件力学特性的研究成果，在侧倾稳定性分析中引入了钢管混凝土构件的轴压本构关系，以考虑材料非线性对侧倾稳定的影响。通过该桥的几何与材料非线性有限元分析，比较精确地求得了该桥实际的稳定系数，结果显示基于几何和材料非线性下的稳定系数要比线弹性分析和几何非线性分析结果有较大下降。 为了研究南浦大桥的实际受力性能及稳定性，对该桥进行了模型试验研究。该模型试验首创了“杆对杆”刚度等效法，应用于钢管混凝土桁架拱桥的模型设计和制作中，其研究成果对南浦大桥实桥的施工以及竣工后的运行有重要的应用价值，并对今后钢管混凝土桁式拱桥的试验研究、设计、施工具有重要的指导意义。