下承式系杆拱桥的稳定性分析

摘要

下承式系杆拱桥因其结构轻巧,外部无水平推力,能较好地适用于地基条件相对较差的地区.拱肋作为拱桥的主要受力构件,承受压力和部分弯矩,因此其稳定性备受设计者所关注.通过Midas/Civil对福建省福鼎市山前大桥进行缩尺建模,在施加相应的静力荷载工况下,研究影响拱桥整体稳定性的因素,并对目前研究较少的斜吊杆拱桥——尼尔森体系拱桥的稳定性作对比分析.通过对比几种因素对结构稳定性的影响程度以及和尼尔森体系的比较,总结得出系杆拱桥稳定性的几点重要结论,认为横撑的布置形式及布置的数量对结构整体稳定性的有很大影响，相对来说，横撑布置数量的改变对结构稳定性影响更为明显。拱顶处的横撑对结构整体稳定有至关重要的作用，并且改变了结构失稳模态。拱肋的刚度对结构的整体稳定影响显著。将吊杆变换为斜吊杆时，即尼尔森体系，结构的整体稳定性有所提高，但相比在拱顶处增加横撑，其特征值增加不是很大，并且尼尔森体系的拱肋与吊杆应力增大，设计时应当注意。本文所讨论的横撑的形式与数量，还有横撑的刚度均可视为拱肋间的刚度，由以上简单的对比看出，拱肋间的刚度对结构整体稳定影响最大。