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大跨度钢管混凝土拱桥受力性能分析

崔军  
【摘要】: 针对钢管混凝土拱桥的研究现状,并结合“淳安南浦大桥整桥模型试验研究”课题的研究成果,对大跨度钢管混凝土拱桥结构内力非线性分析、非线性稳定以及抗震等方面作了具体的研究。 几何非线性和材料非线性对大跨度钢管混凝土拱桥的拱肋跨中竖向位移的影响较小,对各拱肋跨中水平位移影响较大,约为13%,考虑双重非线性后,拱肋跨中竖向挠度增加10%左右,水平位移增加约22%。说明非线性对大跨度钢管混凝土拱桥的内力影响较大。 几何非线性对大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性影响较小。考虑几何非线性后,稳定系数仅下降了11%,材料非线性对大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性影响较大,相对于弹性稳定系数下降了约57%,同时考虑几何非线性和材料非线性后,大跨度钢管混凝土拱桥的稳定系数最小,约为弹性稳定系数的39%,在分析大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性时,应考虑材料非线性和几何非线性的共同作用。 地震荷载所引起的内力和变形均大于车辆荷载引起的内力变形,对大跨、宽跨比小的钢管混凝土拱桥来说,应以地震荷载控制内力和变形设计,考虑多方向地震荷载的组合后,所得的地震力更大,说明在计算地震力时,应该考虑多方向地震荷载的组合。 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(特别是模型制作)、设计、施工具有重要的指导意义。


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