波形鋼腹板拱橋靜力及穩(wěn)定性分析.pdf

1、近年來(lái)，拱橋在我國(guó)取得了蓬勃的發(fā)展，也取得了不少的成績(jī)，各類(lèi)型的拱橋我國(guó)都是處于領(lǐng)先地位。拱橋要想繼續(xù)向大跨徑方向發(fā)展，自重是影響其發(fā)展的一個(gè)瓶頸，要解決好這個(gè)問(wèn)題必須尋求新的結(jié)構(gòu)來(lái)減輕自重。波形鋼腹板拱橋即是一種能很好的減輕自重的結(jié)構(gòu)。
　　 波形鋼腹板拱橋是由波形鋼板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砼腹板而得名，用輕巧的波形鋼板代替占拱圈重量25％至35％的砼以后，能夠減輕拱圈的重量達(dá)20％至30％左右。試設(shè)計(jì)中拱圈重量減少了25.5％。拱圈的重

2、量減輕了，拱腳的水平推力也則相應(yīng)減少了，對(duì)墩臺(tái)的要求也可以降低。
　　 本文運(yùn)用大型通用有限元程序ANSYS，分別建立砼腹板和鋼腹板的拱橋模型，砼腹板模型采用實(shí)體單元建立；鋼腹板模型的頂?shù)装宀捎脤?shí)體單元建立，波形鋼腹板采用殼單元建立，兩種不同單元之間通過(guò)節(jié)點(diǎn)耦合來(lái)連接。
　　 通過(guò)在四種關(guān)鍵工況作用下靜力分析，考慮了幾何非線(xiàn)性，得出在無(wú)橫向風(fēng)力荷載作用下，砼腹板拱橋和鋼腹板拱橋的拱圈最大位移相差不大；在有橫向風(fēng)力荷載作用

3、下兩者相差較大。鋼腹板拱橋的應(yīng)力都要比同種工況作用下的砼腹板的應(yīng)力要大，增幅在8.42％到17.2％之間?？紤]兒何和材料非線(xiàn)性對(duì)兩種模型進(jìn)行屈曲分析，分別計(jì)算了砼腹板拱橋和波形鋼腹板拱橋在四個(gè)關(guān)鍵工況下的穩(wěn)定性。得到在恒載和活載作用下，兩者的穩(wěn)定系數(shù)相差不大，分別為2.5653和2.9084；在橫向風(fēng)荷載作用下，波形鋼腹板拱橋的穩(wěn)定性則減小很多為0.9878。證明波形鋼腹板拱橋的穩(wěn)定性對(duì)風(fēng)比砼腹板拱橋的要敏感。
　　 通過(guò)對(duì)鋼板