大跨简支系杆拱桥非线性稳定性

徐文平; 裴铭海; 戴捷; 夏叶飞

大跨简支系杆拱桥非线性稳定性

1.
东南大学土木工程学院, 江苏南京 210096
2.
江苏省交通规划设计院, 江苏南京 210005

详细信息

作者简介:
徐文平(1962-)，男，江苏常州人，东南大学副教授，从事桥梁结构分析及加固研究

中图分类号: U441
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出版历程
- 收稿日期: 2005-09-20
- 刊出日期: 2005-12-25

Nonlinear stability of simply supported tied-arch bridge with long span

1.
School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China
2.
Jiangsu Institute of Communications Planning and Design, Nanjing 210005, China

More Information

Author Bio:
Xu Wen-ping(1962-), male, associate professor, 86-25-83792753, xwp620101@sohu.com

摘要

摘要: 宁杭高速公路南河大桥为主桥130 m跨径简支下承式钢管混凝土系杆拱桥。在考虑了拱桥非线性稳定性影响因素基础上, 利用有限元ANSYS结构分析程序, 建立了拱桥结构稳定性分析空间有限元模型, 给出了该桥常见的失稳屈曲模态, 研究了大跨简支系杆拱桥的非线性稳定性求解策略, 并对南河大桥简支钢管混凝土系杆拱桥进行了非线性稳定性计算。结果表明, 钢管混凝土拱脚处的拱肋首先形成塑性铰, 破坏时的极限荷载达到正常使用荷载的3.50倍, 满足稳定性要求。
- 桥梁工程 /
- 系杆拱桥 /
- 有限元方法 /
- 钢管混凝土 /
- 非线性稳定性
Abstract: Nanhe bridge locates on Nanjing-Hangzhou highway. It is a simply supported, concrete filled steel tubular, tied-arch bridge with a span of 130 m.The bridge's 3-D finite element model of stability analysis was created by structural analysis program ANSYS based on considering its nonlinear stability influence factors. Its buckling modes were provided, its nonlinear solution method was discussed, the nonlinear stability calculation of the bridge was performed. The result shows that a plastic hinge is firstly developed at the arch springing, its stability collapse load is 3.5 times larger than the design load, which satisfies the requirement of the bridge stability.
- bridge engineering /
- tied-arch bridge /
- finite element method /
- CFST /
- nonlinear stability

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图 1 主桥立面图

Figure 1. Elevation of main bridge

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图 2 钢管混凝土组合构件的本构关系

Figure 2. Constitutive relationship of CFST

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图 3 钢管混凝土简化的本构关系

Figure 3. Simplified constitutive relationship of CFST

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图 4 有限元模型

Figure 4. Finite element model

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图 5 恒载下部分屈曲模态

Figure 5. Several buckling modals under dead load

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图 6 荷载与位移曲线

Figure 6. Curve of load and displacement

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图 7 挠度

Figure 7. Deflection

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图 8 应力／MPa

Figure 8. Stress

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表 1 计算结果

Table 1. Computation result

SET	屈曲系数K	屈曲模态
1	5.8305	面外对称(一阶)
2	5.8728	面外反对称(一阶)
3	7.7990	面外反对称(二阶)
4	8.1245	面外对称(二阶)
5	9.3250	面外对称(三阶)
6	9.4965	面外非对称(三阶)
19	27.9330	面内对称

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