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(jì)經(jīng)驗(yàn)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(shí)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(shí)際模擬板件和加勁肋,劃分網(wǎng)格時(shí)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(huì)導(dǎo)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(yùn)算,往往造成在目前的微機(jī)上無法按全真模型計(jì)算實(shí)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(gè)節(jié)點(diǎn),19個(gè)實(shí)常數(shù).經(jīng)過大量的算例驗(yàn)證證明本文提出的加勁板單元計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確,計(jì)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(gè)好方法.二、采用本文建立的加勁板單元進(jìn)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(duì)穩(wěn)定的影響.三、針對(duì)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(jì)算方法和簡化計(jì)算方法,并進(jìn)行了算例驗(yàn)證.四、采用本文建立的加勁板單元對(duì)扁平鋼箱梁的整體-局部線彈性相關(guān)穩(wěn)定問題進(jìn)行了分析,分析了橫隔板、縱腹板對(duì)扁平鋼箱梁的整體-局部線彈性相關(guān)穩(wěn)定的影響.對(duì)縱向加勁肋的構(gòu)造影響進(jìn)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(duì)扁平鋼箱梁的整體-局部線彈性相關(guān)穩(wěn)定問題進(jìn)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(duì)中間掛索和兩側(cè)掛索的扁平鋼箱梁斜拉橋進(jìn)行了整體-局部線彈性相關(guān)穩(wěn)定分析.六、對(duì)不同相對(duì)寬厚比系數(shù)的開口加勁板件進(jìn)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(duì)開口加勁板件穩(wěn)定的影響.七、對(duì)工程常用的U形加勁板件進(jìn)行了線彈性穩(wěn)定和穩(wěn)定極限承載力的計(jì)算,分析了初始變形和殘余應(yīng)力對(duì)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(jì)算分析了大跨度扁平鋼箱梁斜拉