下承式桥梁

使得桥梁的建筑高度等于或略大于桥面结构高度，从而大幅度降低建筑髙度。在铁路桥梁中，由于受纵坡限制，为了避免过高的路堤和过长的引桥，大量采用下承式钢桥。但是对于城市桥梁，只有在桥面标高不允许过分抬高时，才考虑采用下承式桥。2100433B

(1)该组合式系杆拱桥属外部静定, 内部超静定结构,拱肋刚度的模拟将影响到结构的稳定与变形计算结果。

(2)无论采用何种拱肋刚度简化方法 , 结构的线弹性稳定系数均大于 6 ;若采用钢管混凝土的统一理论法来考虑拱肋的材料非线性 ,并引入几何缺陷的影响 ,双非线性分析所得稳定系数大于 4 , 可见桥梁成桥阶段的稳定性是有保证的。

(3)拱肋失稳模态为面外三波正对称失稳 , 几何非线性效应对失稳影响不显著 ,主要影响因素是材料非线性。

钢管混凝土系杆拱桥以中下承式为主, 主拱肋采用钢管混凝土结构, 是大跨度拱桥理想的结构形式 。

钢管混凝土拱桥在我国得到飞速发展, 国内外有关钢管混凝土结构的规程也有若干, 对国内外行业和部门所颁布的这些设计规程进行了比较, 但是这些规程均未对桥梁结构进行专门说明。钢管混凝土拱桥整体验算已不是强度控制,而是稳定或变形控制 ,拱肋结构的刚度模拟才是稳定与变形计算的关键。本文以某下承式钢管混凝土拱桥为工程背景,对成桥状态自重作用下结构稳定性进行研究 ,为同类桥梁的设计提供参考。

限于篇幅,仅给出了拱桥在自重作用下的几何与材料双非线性稳定情况。逐步增大荷载直至结构失稳, 定义稳定系数Kcr=qcr/qp(极限荷载/设计荷载)。

该荷载～位移曲线明显分为2 部分:来自第1荷载步的计算点在曲线上分布较为稀疏,使用了N-R法;来自第2荷载步的计算点在曲线上分布较为密集,使用了弧长法。整体曲线平稳、光滑。双非线性稳定系数K cr=4 .424 ,较线弹性稳定系数(屈曲特征值)6.923降低了36%。拱肋失稳时最大横向位移为0 .076 m ,发生在1/4 拱肋处1 448号节点,靠近K 字风撑的下端。失稳时横向位移不大,表明拱肋几何非线性效应不明显,引起失稳的主要因素是材料非线性。双非线性因素影响下的失稳模态未变,同1阶线弹性屈曲模态, 为拱肋面外三波正对称失稳。