大跨度钢箱梁斜拉桥弹塑性稳定分析

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随着桥梁工程的发展,桥梁跨度不断刷新,在大跨度桥梁领域,斜拉桥以其跨越能力强、造型优美而备受青睐,在斜拉桥跨度发展的同时,其稳定问题也日益突出。论文以分析斜拉桥弹塑性稳定为目的,编制大跨度钢箱梁斜拉桥弹塑性稳定分析序,通过建立平面杆系有限元模型,完成结构的弹塑性稳定计算。论文具体内容如下:首先,对斜拉桥发展现状以及稳定问题研究现状进行综述,提出研究方向,确定研究方法;针对钢箱梁斜拉桥这种柔性体系结构展开研究,确定了在稳定分析中需要考虑几何非线性和材料非线性的影响,探索出计入非线性影响的方法;其次,研究了截面几何特性计算与三角网格剖分算法,网格划分算法主要研究了背景映射法和扫描线法。基于理论研究,编制了截面弹塑性几何特性计算程序,嵌套在斜拉桥稳定计算程序中,确保在塑性发展过程中,能够实时更新截面特性参数,以实现在稳定分析中计入材料弹塑性的影响;再次,根据两类稳定理论,运用有限元方法,基于Visual Studio2010程序开发平台,编制斜拉桥弹塑性稳定分析程序,通过杆系模型完成结构弹塑性稳定计算、第一类稳定特征值计算,并通过具体算例验证,程序计算结果正确;最后,运用所编程序,以主跨780m的钢箱梁斜拉桥为工程背景,建立平面有限元模型,分别对悬臂施工阶段和运营阶段进行了稳定分析,同时研究了斜拉桥弹塑性失稳破坏机理及稳定安全系数的合理取值。
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