大跨度斜拉钢管混凝土拱桥屈曲分析.pdf

第4O卷第5期河南大学学报(自然科学版)Vo1．40NO．5
2010年9月JournalofHenanUniversity(NaturalScience)Sep．20l0

大跨度斜拉钢管混凝土拱桥屈曲分析

陈冠桦，甄喻惠，贾宏宇，柳红卫。，王登科
(1．贵州省交通规划勘察设计研究院，贵阳550001；2．西南交通大学土木工程学院，成都610031；
3．广东省安全科学技术研究所，广州510060；4．中国科学院武汉岩土力学研究所，武汉430071)

摘要：以某大跨度斜拉钢管混凝土拱桥为研究对象，利用有限元软件ANSYS建立该桥的空间有限元模型，计算
该结构的线弹性和几何非线性屈曲稳定系数、屈曲模态，分析结构稳定性能的特点，并与同等跨度的系杆拱桥稳定
性能进行了对比分析．结果表明：横向刚度对结构稳定性起控制作用，屈曲模态表现为面外对称侧倾失稳，线弹性
屈曲稳定系数大于4．0，结构的稳定性满足使用要求；拉索对系杆拱结构面内稳定贡献较大，对结构面外稳定贡献
非常小；结构面外和面内稳定系数均比同等跨度系杆拱桥高；关键位置的位移、应力时程曲线图中几何非线性现象
不明显，几何非线性对结构屈曲的影响程度较小．
关键词：斜拉钢管混凝土拱桥；屈曲分析；屈曲模态；有限元；系杆拱桥

中图分类号：U448．141．5文献标志码：A文章编号：1003—4978(2010)05—0537—05

BucklingAnalysisofLong-SpanCable—StayedConcrete

FilledSteel—TubularArchBridge

CHENGuan—hua，ZHENYu—hui，JIAHong—yu，IIUHong—wei。，WANGDeng—ke

(1．GuizhouCommunicationPlanningandProspectingDesignAcademy，Guiyang550001，China
2．SchoolofCivilEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China
3．GuangdongInstituteofSafetyScienceandTechnology，Guangzhou510060，China

4．InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan430071，China)

Abstract：Takingacertainlong—spancable：stayedconcretefilledsteel—tubulararchbridgeasresearchobject．the

spacefiniteelementmodelofthebridgeisestablishedthroughtheapplicationofthefiniteelementanalysissoftware

ANSYS．Thelinearelasticity，geometricalnonlinearbucklingstabilitycoefficientandbucklingmodeofthestructure

arecalculated．Additionallythecharacteristicsofthestabilityperformanceisanalyzed．Thestabilityperformanceof

thebridgeisfurthermoreundercomparativeanalysiswithanothercoequalspantiedarchbridge．Theresultsshow

thatlateralstiffnesshaveamaincontroloverthestructuralstability．Thebucklingmodeismanifestedasoutof

planerollinstability．Thelinear—elasticbucklingstabilitycoefficientislargerthanfour，thestabilityofthestructure

meetstheuserequirement；thestayed—cablehasagreatcontributiontOthestabilityinplaneoftiedarchstructure

whileaverysmallcontributiontOthestabilityoutofplane；thestabilitycoefficientsofinplaneandoUtofplaneare

higherthanacoequalspant