钢管混凝土提篮拱桥稳定极限承载力分析

发布时间：2025-07-08 22:04

　　钢管混凝土桁式提篮拱桥结构复杂,拱肋在荷载作用下为压弯构件,其稳定问题突出。本文以黄山太平湖中承式钢管混凝土桁式提篮拱桥为工程背景,基于有限元软件建立了该桥的空间梁杆有限元模型,分别进行了线弹性稳定和极限承载力的计算分析,探讨了活载布置方式、拱肋倾角等因素对线弹性稳定和极限承载力的影响。由于该桥设计和施工年份久远,交通流量也日益增多,桥梁难免会出现老化甚至产生一些病害。论文进一步讨论了典型病害对桥梁极限承载力的影响,主要探讨了吊杆破断和拱肋截面核心混凝土局部脱空对黄山太平湖大桥极限承载力的影响。论文的主要研究工作和结论包括:1.建立了黄山太平湖大桥空间有限元模型,针对四种荷载工况进行了线弹性稳定分析,得到了四种荷载工况下的稳定系数和失稳模态特征,结果表明:该桥的线弹性稳定性符合规范要求,最低阶失稳形式为拱肋的面外反对称失稳。同时还探讨了拱肋倾角、拱肋刚度和钢管壁厚对线弹性稳定的影响,结果表明:通过增大拱肋倾角可以提高拱桥的横向稳定性,但会降低拱桥的面内稳定性,而且拱肋倾角过大对提高拱桥横向稳定性的作用不明显;在一定范围内增大拱肋刚度和钢管壁厚能够提高桥梁的稳定性。2.对黄山太平湖大桥进行...

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图1.1国内经典钢管混凝土拱桥

(c)培江大桥(d)晴川桥图1.1国内经典钢管混凝土拱桥Fig1.1Domesticclassicconcrete-filledsteeltubulararchbridge1.1.2钢管混凝土拱桥的构造形式

图1.2国内经典提篮拱桥

约束作用[3]；另外由于拱脚间距的增大，相对增加了桥梁的宽跨比，从而增大了桥梁的整体刚度，也同样提高了此类拱桥的横向稳定性。但是如果提篮拱桥的拱肋倾角过大，面内失稳的可能性增加，同时也会给施工带来困难，因此要选择合适的拱肋倾角。国内经典钢管混凝土拱桥如图1.2所示。

图3.1黄山太平湖大桥Fig3.1HuangshanTaipingLakBridge

图3.1黄山太平湖大桥Fig3.1HuangshanTaipingLakBridge平湖大桥全长504m，主跨336m，桥宽30.8m（桥面与拱肋双向六车道，无通航要求，设计行车速度80km/h，主桥桥

图3.8黄山太平湖大桥有限元模型

拟；桥面板二期等效成Mass21质量单元模拟；主来模拟钢管和混凝土材料组合的联合截面。的黄山太平湖大桥有限元模型共6504个单元，3687个元模型如图3.8所示，拱肋截面模型如图3.9所示。

本文编号：4056678