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三跨自平衡中承式系杆拱桥静力和稳定特性研究

作　者: 辛丽华
导　师: 徐栋；刘国煌
学　校: 同济大学
专　业: 桥梁工程
关键词: 系杆拱 自平衡中承式系杆拱桥 静力特性 稳定性能 极限承载力
分类号: U448.225
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 171次
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内容摘要


拱桥的承载能力高、跨度适中、建筑高度小、造价经济、造型美观等特有的技术优势，成为建筑历史最悠久、竞争力较强的桥梁结构形式。特别是在有通航要求的水网地区，拱桥在建筑高度方面更加显示出其它桥型所不具有的优势，应用极其广泛。中承式系杆拱桥是拱桥家族中的一员，它的特点是靠系杆承受拱脚推力，是一种无推力的自平衡体系。本文较为深入地研究了该类拱桥的静力和稳定性能，并得到相关的结论。主要内容如下：1、首先讨论了自平衡中承式系杆拱桥的有限元计算图式和分析原理；通过有限元数值方法，分析了自平衡中承式系杆拱桥的内力影响线，并通过计算研究了三种拱肋倾斜形式(内倾、垂直、外倾)对自平衡中承式系杆拱桥静力性能的影响。2、讨论了自平衡中承式系杆拱桥稳定分析理论，在此基础上，研究了拱肋倾角、风撑刚度等对自平衡中承式系杆拱桥弹性稳定的影响。3、探讨了系杆拱桥的极限承载力的概念，并通过拱肋倾角变化、荷载分布方式等参数变化，研究了自平衡中承式系杆拱桥的极限承载能力，并得到一些有益的结论。4、结合本文的工程背景，对太仓塘特大桥进行静力和稳定方面的分析，提出了相关的设计施工建议。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 概述  10-21
  1.1 系杆拱桥发展概况  10-13
  1.2 三跨自平衡中承式系杆拱桥的特征  13-14
  1.3 三跨自平衡中承式系杆拱桥的应用与研究现状  14-19
  1.4 本文的主要研究内容  19-21
第2章 三跨自平衡中承式系杆拱桥的静力特征  21-37
  2.1 三跨自平衡中承式系杆拱桥的有限单元法分析  21-25
    2.1.1 计算模型  21
    2.1.2 平衡方程和单元刚度矩阵  21-25
  2.2 三跨自平衡中承式系杆拱桥的内力影响线(面)  25-29
  2.3 拱肋倾角对自平衡中承式系杆拱桥静力性能的影响  29-35
    2.3.1 不同拱肋倾角下裸拱的弯矩特征  30
    2.3.2 不同拱肋倾角下三跨中承式系杆拱桥的静力特征  30-35
  2.4 本章小结  35-37
第3章 拱桥稳定分析理论的探讨与论述  37-52
  3.1 概述  37-38
  3.2 稳定性求解的基本方法  38-39
    3.2.1 弹性稳定问题的求解  38
    3.2.2 非线性稳定问题的求解  38-39
  3.3 拱的稳定问题的解析解  39-44
    3.3.1 拱的线弹性稳定  39-42
    3.3.2 拱的非线性稳定  42-44
  3.4 拱结构稳定分析的数值法  44-50
    3.4.1 拱结构的弹性稳定有限元法  44-46
    3.4.2 拱结构的非线性稳定有限元法  46-50
  3.5 本章小结  50-52
第4章 三跨自平衡中承式系杆拱桥弹性稳定性能研究  52-62
  4.1 三跨自平衡中承式系杆拱桥的稳定特征  52-53
  4.2 拱肋倾角对三跨自平衡中承式系杆拱桥弹性稳定性能的影响  53-57
  4.3 风撑对三跨自平衡中承式系杆拱桥的影响  57-61
  4.4 本章小结  61-62
第5章 三跨自平衡中承式系杆拱极限承载能力分析和研究  62-75
  5.1 概述  62
  5.2 拱的极限承载能力  62-64
  5.3 钢管混凝土材料的本构关系  64-68
  5.4 三跨自平衡中承式系杆拱桥极限承载能力分析  68-74
  5.5 本章小结  74-75
第6章 工程实例——太仓塘大桥主桥静力和稳定性分析  75-91
  6.1 工程概况  75-76
  6.2 拱桥施工及成桥状态静力分析  76-86
    6.2.1 计算模型和主要施工过程  76-77
    6.2.2 计算参数  77-79
    6.2.3 主要计算结果  79-86
  6.3 拱桥施工及成桥状态稳定性能分析  86-89
    6.3.1 弹性稳定  86-89
    6.3.2 成桥状态极限承载能力分析  89
  6.4 本章小结  89-91
第7章 全文总结  91-94
  7.1 主要研究内容  91-92
  7.2 主要问题  92-94
致谢  94-95
参考文献  95-97
个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果  97

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 拱式桥 > 系杆拱桥
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