大跨中承式鋼管混凝土拱橋上部結(jié)構(gòu)力學(xué)特性仿真研究.pdf

1、本文以南昌生米大橋?yàn)檠芯勘尘?，主要研究大跨中承式鋼管混凝土拱橋上部結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的受力特性。該橋型的特點(diǎn)是跨度大，組合拱肋，超長(zhǎng)系桿等。由于其受力復(fù)雜，空間效應(yīng)明顯，故這種橋型的設(shè)計(jì)思路有異于一般的系桿拱橋。而對(duì)于這類橋梁其內(nèi)力究竟怎樣分析演算，其結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是怎樣的，受力是否合理等，都是橋梁研究者非常關(guān)心的問(wèn)題。本文依據(jù)該橋的自身特點(diǎn)，對(duì)其上部結(jié)構(gòu)關(guān)鍵受力部位進(jìn)行有限元分析，主要內(nèi)容如下： 1.對(duì)鋼管拱肋進(jìn)行單元模擬，并進(jìn)行應(yīng)

2、力應(yīng)變?cè)囼?yàn)分析。 由于鋼管混凝土材料的特殊性，文章分析了鋼管混凝土材料的本構(gòu)關(guān)系。通過(guò)有限元分析方法，模擬鋼管拱肋的受力行為，與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證其受力合理性。 2.提出用最小彎矩能量法確定吊桿張拉力，并與試驗(yàn)測(cè)試及有限元分析結(jié)果對(duì)照。 定性分析吊桿結(jié)構(gòu)行為的影響因素，包括豎向荷載、溫度、橋梁振動(dòng)等。而對(duì)于鋼管混凝土拱橋吊桿張拉力的計(jì)算有多種方法，本文采用最小能量彎矩法，求解吊桿的張拉力。成橋后運(yùn)用采用頻譜分析法

3、進(jìn)行索力監(jiān)測(cè)，得出索力值。將二者之值與有限元計(jì)算軟件的結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，有限元分析的方法與實(shí)測(cè)值擬合度相對(duì)較好，且偏于安全。 3.研究了大跨中承式鋼管混凝土拱橋的穩(wěn)定性問(wèn)題，推導(dǎo)出穩(wěn)定特征值有限元分析方法。結(jié)合南昌生米大橋，對(duì)其穩(wěn)定性問(wèn)題予以研究。 有限元法是目前拱橋非線性穩(wěn)定性分析的主要計(jì)算方法。通過(guò)對(duì)穩(wěn)定性的靜力平衡方程，進(jìn)行有限元推導(dǎo)，屈曲分析可歸納為求解特征值的問(wèn)題。然后以生米大橋?yàn)槔?，采用MIDAS/c