大跨度无风撑下承式系杆拱桥非线性有限元分析

摘要

对于大跨度拱桥结构而言，结构的弹性稳定分析至关重要。本文以广东高明沧江工业园沧江桥(无风撑下承式双拱面系杆拱桥)为工程案例，分别利用能量法及有限元法对下承式系杆拱桥的弹性屈曲进行分析和比较，得出在不同条件下考虑几何非线性对拱桥结构设计影响的结论。 本文在概述系杆拱桥结构、能量法、有限元法等理论的基础上，在考虑拱桥拱肋与系杆的挠曲变形的条件下，用能量法推导出无风撑下承式双拱面系杆拱桥临界力计算表达式。 在理论探讨的基础上，本文以广东高明沧江工业园沧江桥(无风撑下承式双拱面系杆拱桥)为工程案例，分别利用能量法公式和空间有限元分析程序计算结构的弹性屈曲临界荷载。其中利用空间有限元分析程序ANSYS建立有限元模型后，分别对不考虑结构的非线性影响和考虑结构的非线性影响两种条件，对结构的弹性稳定和几何非线性稳定进行了分析计算，并将得到的三种计算结果进行了分析比较。 本文在对案例的拱桥结构弹性稳定分析之后，继续利用有限元法探讨和分析了拱肋刚度、端横梁刚度、系杆刚度、吊杆刚度以及风撑的设置对拱桥结构的几何非线性稳定的影响。在经过多次的程序模拟计算和分析之后，将上述各设计参数对拱桥结构稳定的影响进行整理、对比和总结，得出相关结论。希望本文能为沧江桥提供理论指导，并为其它同类型桥梁的设计提供一定的借鉴。

目录

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摘要

第一章　绪论

第二章能量法分析无风撑下承式系杆拱桥弹性屈曲临界力

第三章　有限元法及几何非线性分析

第四章　利用ANAYS软件建立无风撑下承式系杆拱结构模型

第五章　无风撑下承式系杆拱结构的弹性屈曲分析

第六章 无风撑下承式杆拱桥设计参数分析

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文

致 谢