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主拱和稳定拱曲率不同的斜靠式拱桥侧倾稳定性研究

作　者: 张雨超
导　师: 刘爱荣
学　校: 广州大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 斜靠式拱肋系斜靠式拱桥曲率侧倾失稳临界荷载能量法
分类号: U448.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

斜靠式拱桥是由拱肋系和桥面系组成的一种新型桥梁，拱肋系由垂直的主拱肋以及带有一定倾角的稳定拱肋由横撑连接为一个整体，主拱肋间不设横撑，因此其侧向稳定性成为了设计的主要考虑因素。本文以不同曲率的圆弧斜靠式拱拱肋系和斜靠式拱桥为研究对象，完成了以下系列研究：（1）基于能量法，在主拱肋、稳定拱肋拱脚均为固结的条件下，首次构建了主拱肋和稳定拱肋曲率不同情况下的位移函数，推导出了曲率不同的圆弧斜靠式拱肋系的侧倾失稳临界荷载的解析解，并通过有限元计算数值解验证其正确性；（2）揭示了曲率参数对曲率不同情况下的斜靠式拱肋系的侧倾失稳临界荷载的影响规律。进一步研究了主拱肋、稳定拱肋和横撑刚度、稳定拱肋倾角等因素对侧倾失稳临界荷载的影响。研究表明：主拱肋曲率不变情况下，增大稳定拱肋的曲率对拱肋系的侧倾失稳临界荷载的影响不大。（3）首次以主拱肋和稳定拱肋曲率不同的圆弧斜靠式拱桥为研究对象，考虑了吊杆非保向力的作用，提出了斜靠式拱桥侧倾失稳临界荷载的计算方法，同时利用有限元分析的方法与理论计算方法进行对比分析，分析结果表明该计算方法是正确的。（4）阐述了稳定拱肋的曲率参数对圆弧斜靠式拱桥侧倾失稳临界荷载的影响，同时考虑了主拱肋刚度和矢跨比，稳定拱肋的刚度和倾角，横撑的刚度以及桥面系等设计参数对斜靠式拱桥侧倾失稳临界荷载的影响，归纳总结了相关规律，为该类斜靠式拱桥的设计提供一定的依据。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
目录  8-10
Contents  10-12
第一章绪论  12-25
  1.1 拱桥发展概述  12-21
    1.1.1 石拱桥  12-13
    1.1.2 铁拱桥和钢拱桥  13-14
    1.1.3 混凝土拱桥  14-15
    1.1.4 钢管混凝土拱桥  15-17
    1.1.5 斜靠式拱桥  17-21
  1.2 拱桥稳定性理论研究的历史  21-24
  1.3 本文主要研究内容  24-25
第二章拱桥稳定性理论概述  25-30
  2.1 稳定性概念  25-26
  2.2 稳定问题的计算方法  26-27
  2.3 失稳的判定准则  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章主拱肋和稳定拱肋曲率不同的斜靠式拱肋系侧倾失稳临界荷载  30-53
  3.1 拱肋系侧倾失稳临界荷载的推导  30-42
    3.1.1 位移函数及拱轴线曲率的确定  31-32
    3.1.2 斜靠式拱肋系的能量方程  32-40
    3.1.3 斜靠式拱肋系的侧倾临界荷载  40-42
  3.2 分析验证  42-44
  3.3 斜靠式拱肋系侧倾临界荷载参数分析  44-51
    3.3.1 曲率参数分析  44-45
    3.3.2 主拱肋参数分析  45-47
    3.3.3 稳定拱肋参数分析  47-50
    3.3.4 横撑参数分析  50-51
  3.4 本章小结  51-53
第四章主拱肋和稳定拱肋曲率不同的斜靠式拱桥侧倾失稳临界荷载  53-76
  4.1 拱桥侧倾失稳临界荷载的推导  53-63
    4.1.1 位移函数及拱轴线曲率的确定  53-54
    4.1.2 斜靠式拱桥的能量方程  54-60
    4.1.3 斜靠式拱桥的侧倾临界荷载  60-63
  4.2 有限元软件分析验证  63-65
  4.3 斜靠式拱桥侧倾临界荷载参数分析  65-74
    4.3.1 曲率参数分析  65-66
    4.3.2 主拱肋参数分析  66-69
    4.3.3 稳定拱肋参数分析  69-72
    4.3.4 吊杆非保向力与桥面系参数分析  72-73
    4.3.5 横撑参数分析  73-74
  4.4 本章小结  74-76
第五章结论与展望  76-78
  5.1 结论  76-77
  5.2 展望  77-78
参考文献  78-81
攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研科技服务项目  81-82
致谢  82-83

主拱和稳定拱曲率不同的斜靠式拱桥侧倾稳定性研究

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