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铁道学报 2017年第11期39卷 89-96页

作者：沈锐利成新白伦华颜智法西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中交公路规划设计院有限公司大桥事业部北京100088

以鹅公岩轨道交通专用桥为工程背景,对自锚式悬索桥极限承载力及其安全性评价方法进行研究。从材料的单轴本构模型出发,介绍杆单元与纤维梁单元弹塑性刚度矩阵的计算方法,基于U.L.列式编制相应的杆系有限元计算程序。对活载独立增大及... 详细信息

以鹅公岩轨道交通专用桥为工程背景,对自锚式悬索桥极限承载力及其安全性评价方法进行研究。从材料的单轴本构模型出发,介绍杆单元与纤维梁单元弹塑性刚度矩阵的计算方法,基于U.L.列式编制相应的杆系有限元计算程序。对活载独立增大及恒活载同比增大两种典型荷载模式下四种工况的极限承载力计算结果进行分析,揭示了自锚式悬索桥的破坏过程中位移、截面刚度变化规律及失效机制。结合JTG/T D65-01—2007《公路斜拉桥设计细则》中大跨度桥梁非线性分析时主梁安全系数的规定,根据荷载效应等效原则,推导活载安全系数的计算公式,通过与规范对比分析发现,其计算结果更为严格,并就该公式及规范评价吊索与主缆安全性出现的结果不一致性进行分析。

关键词：桥梁工程稳定自锚式悬索桥极限承载力二阶非线性弹塑性截面特性

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大跨度钢箱梁斜拉桥弹塑性稳定分析

大跨度钢箱梁斜拉桥弹塑性稳定分析

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作者：王明西南交通大学

学位级别：硕士

随着桥梁工程的发展,桥梁跨度不断刷新,在大跨度桥梁领域,斜拉桥以其跨越能力强、造型优美而备受青睐,在斜拉桥跨度发展的同时,其稳定问题也日益突出。论文以分析斜拉桥弹塑性稳定为目的,编制大跨度钢箱梁斜拉桥弹塑性稳定分析序,通过... 详细信息

随着桥梁工程的发展,桥梁跨度不断刷新,在大跨度桥梁领域,斜拉桥以其跨越能力强、造型优美而备受青睐,在斜拉桥跨度发展的同时,其稳定问题也日益突出。论文以分析斜拉桥弹塑性稳定为目的,编制大跨度钢箱梁斜拉桥弹塑性稳定分析序,通过建立平面杆系有限元模型,完成结构的弹塑性稳定计算。论文具体内容如下：首先,对斜拉桥发展现状以及稳定问题研究现状进行综述,提出研究方向,确定研究方法;针对钢箱梁斜拉桥这种柔性体系结构展开研究,确定了在稳定分析中需要考虑几何非线性和材料非线性的影响,探索出计入非线性影响的方法;其次,研究了截面几何特性计算与三角网格剖分算法,网格划分算法主要研究了背景映射法和扫描线法。基于理论研究,编制了截面弹塑性几何特性计算程序,嵌套在斜拉桥稳定计算程序中,确保在塑性发展过程中,能够实时更新截面特性参数,以实现在稳定分析中计入材料弹塑性的影响;再次,根据两类稳定理论,运用有限元方法,基于Visual Studio2010程序开发平台,编制斜拉桥弹塑性稳定分析程序,通过杆系模型完成结构弹塑性稳定计算、第一类稳定特征值计算,并通过具体算例验证,程序计算结果正确;最后,运用所编程序,以主跨780m的钢箱梁斜拉桥为工程背景,建立平面有限元模型,分别对悬臂施工阶段和运营阶段进行了稳定分析,同时研究了斜拉桥弹塑性失稳破坏机理及稳定安全系数的合理取值。

关键词：钢箱梁斜拉桥弹塑性稳定有限元弹塑性截面特性极限承载力

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自锚式悬索桥极限承载力分析

自锚式悬索桥极限承载力分析

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作者：成新西南交通大学

学位级别：硕士

大跨度自锚式悬索桥的构件承受很大的轴向压力与弯矩,在压弯共同作用下,自锚式悬索桥存在稳定问题。而大跨度自锚式悬索桥的极限承载力是设计与建造过程中需要重点关注的问题,因此需要对自锚式悬索桥的极限承载力进行计算分析。主要研... 详细信息

大跨度自锚式悬索桥的构件承受很大的轴向压力与弯矩,在压弯共同作用下,自锚式悬索桥存在稳定问题。而大跨度自锚式悬索桥的极限承载力是设计与建造过程中需要重点关注的问题,因此需要对自锚式悬索桥的极限承载力进行计算分析。主要研究内容和结论如下：对桥梁空间结构的极限承载力理论分析方法进行陈述,确定极限承载力分析中考虑几何非线性与材料非线性的方法。几何非线性方面,利用CR列式理论精确扣除梁单元刚体位移,采用Ernst公式修正索单元的弹性模量来模拟缆索垂度效应的影响,通过U.L.列式建立结构整体平衡方程。材料非线性方面,介绍纤维模型考虑弹塑性刚度矩阵,研究网格划分方法与截面几何特性计算理论,采用扫描法进行网格划分和编制了截面弹塑性几何特性更新程序。有限元计算方面,采用增量迭代法作为非线性有限元基础方程的求解方法,将刚度矩阵奇异作为结构是否达到极限承载状态的判断准则。根据桥梁空间结构的极限承载力理论和有限元理论,基于Visual Studio平台,采用C++语言编制计算结构空间极限承载力的分析程序。以某主跨600m自锚式轨道专用悬索桥为工程背景,建立空间有限元杆系模型,对结构进行极限承载力分析,并与ANSYS软件计算结果对比,综合验证程序的可靠性。通过研究表明：自锚式悬索桥达到极限承载状态时的破坏形式可以归结为钢梁面外压溃失稳破坏和吊索屈服断裂导致整个结构发生破坏;对于论文中的自锚式轨道专用悬索桥,结构总体稳定性安全系数比较高,即使将钢梁截面出现应力屈服状态作为结构达到极限承载力状态的判断依据,结构的整体安全系数也在1.75以上。

关键词：自锚式悬索桥极限承载力轨道专用桥二阶非线性弹塑性截面特性

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