大跨度鋼拱橋的穩(wěn)定與地震響應分析.pdf

1、隨著我國橋梁技術的發(fā)展，橋梁正在向大跨徑/輕型化的方向發(fā)展，鋼拱橋以其強勁的力度感/優(yōu)美的曲線造型在大跨徑橋梁中贏得了一席之地。然而，隨著拱橋跨徑的增大，穩(wěn)定性變得越來越突出，成為拱橋設計的重要控制因素之一。該類型橋梁的動力特性也日益引起重視，象地震/風振/車振等橋梁的典型動力問題也是該類橋梁所無法回避的。所以，對大跨度鋼拱橋的穩(wěn)定問題及動力問題的研究就顯得十分重要。 本文以寧波姚江大橋(下承式鋼桁架拱橋)為例，運用通用有限元程

2、序ANSYS進行穩(wěn)定及動力分析，主要開展了如下的工作: (1)介紹了拱橋穩(wěn)定的計算理論，應用有限元分析軟件ANSYS對該橋建立空間有限元模型，分別進行特征值穩(wěn)定分析及考慮結構幾何非線性和初始偏差的穩(wěn)定分析，得出其成橋運營階段各工況下的穩(wěn)定安全系數(shù)。在此基礎上，本文還通過有限元模型分析，就拱肋剛度/加勁梁剛度/吊桿的“非保向力效應”等因素對全橋整體穩(wěn)定性的影響展開探討與研究。 (2)對該橋建立空間有限元模型，進行動力特性分

3、析。分析結果表明該類型的大跨度橋梁面外剛度一般弱于面內剛度，因此其橫向振動是關鍵，特別是對于寬跨比較小，承載較大的鐵路橋梁。 (3)應用現(xiàn)有的抗震理論，采用時程響應分析法對該橋的抗震性能進行計算分析。詳細地分析了該橋在不同地震動作用下的反應特點，比較了其在一維和三維地震動作用下的反應，結果表明既要重視三維地震反應分析，同時也要重視低維地震反應分析。通過比較線性時程分析和幾何非線性時程分析的結果，表明幾何非線性對該橋動力反應影響并