大跨度斜拉橋扁平鋼箱梁整體-局部相關(guān)穩(wěn)定問題研究.pdf

1、本文在總結(jié)前人研究成果和各國設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國大跨扁平鋼箱梁斜拉橋的建設(shè)實踐,較為系統(tǒng)地研究了大跨度斜拉橋扁平鋼箱梁整體-局部相關(guān)穩(wěn)定問題.主要做了以下工作:一、采用板單元實際模擬板件和加勁肋,劃分網(wǎng)格時以加勁肋較小的尺寸為基礎(chǔ)來劃分以保證板單元的形狀測試通過,會導致龐大的有限元模型,一類穩(wěn)定分析又需要較多的迭代運算,往往造成在目前的微機上無法按全真模型計算實橋的線彈性穩(wěn)定問題.本文提出了用于扁平鋼箱梁斜拉橋線彈性穩(wěn)定分析的加勁

2、板單元.加勁板單元共有四個節(jié)點,19個實常數(shù).經(jīng)過大量的算例驗證證明本文提出的加勁板單元計算結(jié)果準確,計算空間消耗大大減小,是解決扁平鋼箱梁斜拉橋線彈性整體-局部相關(guān)穩(wěn)定分析的一個好方法.二、采用本文建立的加勁板單元進行了加勁板件的整體-局部線彈性相關(guān)穩(wěn)定分析.分析了加勁板件隨著加勁剛度的變化經(jīng)歷的整體屈曲、整體-局部相關(guān)屈曲、局部屈曲的過程,分析了加勁條的抗彎剛度和抗扭剛度對穩(wěn)定的影響.三、針對扁平鋼箱梁U形加勁板提出等效的加勁板單元

3、,用兩種方法討論了等效加勁板單元等效換算板的橫向分配剛度的計算方法和簡化計算方法,并進行了算例驗證.四、采用本文建立的加勁板單元對扁平鋼箱梁的整體-局部線彈性相關(guān)穩(wěn)定問題進行了分析,分析了橫隔板、縱腹板對扁平鋼箱梁的整體-局部線彈性相關(guān)穩(wěn)定的影響.對縱向加勁肋的構(gòu)造影響進行了參數(shù)分析,并討論了縱向加勁肋的合理構(gòu)造.五、用混合有限元法(梁單元和本文建立的加勁板單元混合)對扁平鋼箱梁的整體-局部線彈性相關(guān)穩(wěn)定問題進行了分析,采用位移協(xié)調(diào)方程

4、的概念來保證桿系單元與板單元的位移協(xié)調(diào);對中間掛索和兩側(cè)掛索的扁平鋼箱梁斜拉橋進行了整體-局部線彈性相關(guān)穩(wěn)定分析.六、對不同相對寬厚比系數(shù)的開口加勁板件進行了穩(wěn)定極限承載力的分析,分析了初始變形和殘余應(yīng)力對開口加勁板件穩(wěn)定的影響.七、對工程常用的U形加勁板件進行了線彈性穩(wěn)定和穩(wěn)定極限承載力的計算,分析了初始變形和殘余應(yīng)力對U形加勁板件的穩(wěn)定極限承載力的影響.八、用混合有限元法(梁單元和一般的高階殼單元混合)計算分析了大跨度扁平鋼箱梁斜拉