下承式系杆拱桥稳定性影响参数研究
系杆拱桥的稳定性分析
系杆拱桥的稳定性分析摘要：介绍钢管混凝土拱桥一类稳定问题，以一座计算跨径为80.6 m的系杆拱桥为研究对象，建立空间有限元模型，对结构进行屈曲分析，计算出各几何参数对体系一类稳定影响，总结出一般性结论，为优化结构设计提供依据。
关键字：拱桥；几何参数；稳定分析；有限元法0 引言桥梁结构的失稳现象表现为结构的整体失稳或局部失稳。
结构稳定问题的两种形式：第一类稳定，分支点失问题；第二类稳定，极值点失稳问题。
第一类稳定分析，是指如果拱所承受的荷载达到一定的临界值时，拱的平衡状态会丧失稳定性，这是由于拱的平衡状态出现了分支，使原来的平衡状态失去了稳定性转向新的平衡状态。
第二类稳定分析，对于大跨度拱桥，由于其宽跨比相对较小，相对刚度较弱，在外界因素作用下结构的内力除了轴向力外，弯矩，扭矩所占的比重比较大，结构的变形为非线性状态，结构的受力性能由弹性状态进入非弹性状态，从而使得结构发生压溃破丧失了结构的稳定承载力，这种现象称之为拱的承载能力破坏(即第二类失稳破坏)。
1 稳定分析有限元原理根据空间梁单元的应变能以及利用极值条件，可以得到空间梁单元的刚度方程为：式中：是空间梁单元的弹性刚度矩阵；是空间梁单元的几何刚度矩阵。
设增大入倍, 则杆力和几何刚度矩阵也增大入倍, 因而可以写出下式：如果入足够大, 使得结构达到随遇平衡状态，即当变为, 上列平衡方程也能满足；则同时满足上面两式的条件是：这就是计算稳定安全系数的特征方程，求出的最小特征值就是最小的稳定安全系数。
2 稳定性计算及分析2.1工程算例及计算模型的建立本文以某下承式钢管混凝土系杆拱桥为研究对象，分析几何设计参数对其稳定性的影响。
主桥采用上下行分离、下承式钢管混凝土系杆拱，计算跨径L=80.6m，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为1/5，矢高f＝16.12m。
系梁采用变截面矩形断面，跨中梁高1.8m，支点梁高2.4m，梁宽1.4m。
横梁为预应力混凝土结构，端横梁高1.80 m，宽1.30 m，中横梁高1.57 m，宽1.30m；风撑采用钢管结构，断面采用圆形，半径为0.85 m，钢管由14 mm厚的Q345C钢板卷制焊接而成；拱肋采用钢管混凝土结构，断面采用哑铃形截面，钢管直径为0.9 m，截面高1.9m，钢管由14 mm厚的Q345C钢板卷制焊接管，内灌C40微膨胀混凝土；吊杆采PES5-61镀锌平行钢丝索。
下承式混凝土系杆拱桥荷载试验与评定
矢跨 比 １ ．， ／ ５ 拱轴线为二次抛物线 ． ４ 拱肋采用变 截 面 的工 字 形 截 面 ，从 拱 脚 的 ３０ ｍ（ ） ． ． 高 ×１ ２
Ｌｏ ｄ Ｔｅ ｔａ ａ ｓ ｎｄ Ｅｖａｕａ ｉ ｎ ｏ ｈｅＴｈｒ ｕ 一 ｐｅＣｏ ｒ ｔ ｅ ｒ ｈ Ｂｒ ｄ ｅ ｌ ｔｏ ｆｔ ｏ ｇｈ ｎｃ ｅ ｅＴｉ ｄＡ ｃ ｉ ｇ
ＸＵＤａｙ ， ＨＥ Ｇ Ｒ— ａ ｇ Ｃ ａ －ｕ Ｚ Ｎ ｉ ｉｎ ， ＡＯ Ｑｉｎ ｌ
的 各 种 力 学性 能指 标 ， 并将 试 验 结果 与理 论 分 析 结 果 进 行 了对 比分 析 ，为 评 定 该 桥 的 整 体 受 力Ｉ 能 提供 了可
靠依 据 ，同时也可为同类桥 梁的设计与施 工积 累经验．
关键 词 ：下承 式混凝土 系杆拱桥 ；荷载试验 ；受力性能 中图分类 号：Ｕ４ ６ ４． ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７ ７ ０ ２ １） １ ０ ０ — ４ ６ ２— ３ ４（０ ２ ０ — ０ １ ０
ｍ ｅ ｈ ｎｃ ｌ ｅ ａ ｉｒａ ｄｅ ｐ ｒｅ ｃ ｓａ ｃ ｍｕａｅ ｏ ｅｄ ｓｇ ｎ ｏ ｓｒ ｃｉｎ ｏ ｅｓｍｉ ｒｂ ｉｇ ｓ ｃ ａ ｉａ ｈ ｖ ｏ， ｎ ｘ ｅｉｎ ｅｗａ ｃ ｕ ｂ ｌｔｄｆ ｒ ｈ ｅｉｎａ ｄｃ ｎ ｔｕ ｔ ｆｈ ｉ ｌ ｒ ｅ ． ｔ ｏ ｔ ａ ｄ
（ ｉｈ ｕＴａ ｎＲ ａ ｎ ｒ ｇ ｎ ｉｅｒ ｇＴ ｓｎ ｏ， ｔ， ｉｈ ｕ Ｇ ａ ｇ ｏ ｇ５ ０ ， ｈｎ ） Ｈｕｚ ｏ ｉｎＫｕ ｏｄａ ｄＢ ｉ ｅＥ ｇｎｅｉ ｅｔ ｇＣ ．Ｌｄ Ｈｕｚ ｏ ， ｕ ｎ ｄ ｎ １０ ０ Ｃ ｉａ ｄ ｎ ｙ ａ ｃ ｌ ａ ｓ ａ ｅ ｎ ｄ ｎ ｒｏ ｅｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｐ ｏ ｃ ｅｅｔ ｄ ａｃ ｒｄ ｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ｔ ｉ ａ ｄ ｄ ｎ ｍｉ ｏ ｄｔ ｔ ｄｂ ｅ ｏ ｅｆ ｎ ｏ ｇ ・ ｅｃ ｎ ｒ ｔ ｅ ｒ ｈ ｂ ｉ ｇ ， ａ ｃ ｅ ｈ ｏ ｈ ｙ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｗｈ ｌ ｒ ｃ ｓ ｆ ｈ ａ ｓ ｅ ｃ ｉ ｅ ｅａ ｌ Ｔｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｔ ａ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｏ ｅｐ ｏ ｅ ｓｏ ｅｌ ｄ ｔ ｔ Ｓｄ ｓ ｒｂ ｄ ｉ ｄ ｔ ｉ ｈ ｔ ｏ ｅ ｉ ｎ ． ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌ ｓ ｌ ｎ ｏ ｅ ｉ １ ａｙ ｉ ｒ ｓ ｈ ｃ ａ ｗｅ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ａ ｄａ ａｙ ｅ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅｏ —ｉ ａ ｓ ｔ ｉｈ ａｖ ｒｅｙ ｏ ｃ ａ ｉ ａ ｅ ａ ｉ ｒ ｆ ｈ ｒ ｏ ａ ｅ ｎ ｎ ｌ ｚ ｄ ｔ ｏ ｇ ｎ ｓｔ ｌ ｄ ｔ ｔ ｈ ｗｈ ｃ ａ ｉｔ ｆ ｈ ｈ ｅｏ ｅ ｗｉ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｈ ｖ ｏ ｓ ｅ ｂ ｏ ｔ ｂ ｉ ｇ ａ ｅ ｎ ｔｓｅ ． ｈ ｏ ｇ ｈ ｏ ｄ ｔ ｓ， ｅ ｉｂ ｅ ｂ ｓｓ ｗａ ｒ ｖ ｄ ｄ ｆ ｒｔ ｅ ａ ｓ ｓ ｍｅ ｔｏ ｒｄ ｅ Ｓ ｒ ｅ ｈ ｄ ｂ ｅ ｅ ｔ ｄ Ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｌａ ｅ ｔ ａ ｒ ｌ ｌ ａ ｉ ｓ ｐ ｏ ｉ ｅ ｏ ｈ ｓ ｅ ｓ ｎ ｆｂ ｉ ｇ ’ ｄ ａ
下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工阶段力学研究与稳定性分析
下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工阶段力学探究与稳定性分析专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
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横向连接系对下承式钢箱系杆拱桥稳定性的影响
下承式钢拱桥因其具有较大的跨越能力 ， 具 线性稳定分析按如下步骤进行分析： ａ建立 有良好的受力特性和使用性能 ， 在我国的特大桥 模型 ；静力分析 ， ｂ ． 获得静力解 ； ｃ 特征值屈曲分析 ， 梁中得到了广泛的应用。 随着拱桥跨度的增大 ， 拱 获得特征值屈曲解； 展解 ， 获得屈曲 模蕊 ０ 。 Ｅ状 结构面内、面外的稳定性特别是横向面外的稳定 ３ 限元模型的建立 有 问题显得更加重要 ， 立柱、 杆和风撑等传力构件 吊 采用大型有限元分析软件 Ａ ｓ ｓ Ｎ Ｙ 对本桥进 系梁、 吊杆、 和拱肋均采用 的工作状态对其稳定的影响也 日渐突出。本文以 行稳定陛分析。纵横梁、 某客运专线上的铁路桥为研究对象 ， Ａ Ｓ Ｓ 梁单元模拟， 采用 Ｎ Ｙ 混凝土板采用壳单元模拟。 建立了 １ ８ 大型空间有限元分析软件，对横撑给予拱圈稳定 不同的有限元模型考察横撑数量、 样式、 布置对稳 性的贡献进行了 分析和研究。 定性的影响。 １工程背景 ４成桥状态下稳定陛分析 本桥跨度 １０ ，梁与拱刚性连接形成系杆 ４ｍ 袁 １恒载＋ 活载作 用 下稳定 分析 结果 ｛ 奠 定 ｉ＊ — ＾ 月 ■￡ ｉ — ■胨 拱结构。系梁高 ３ ｍ 箱内 ． ， 宽同拱肋均为 １ ４ ， ５ ．ｍ ９ 两拱肋变截面平行布置， 横向中心间距 １ｍ 拱轴 ６， 中心线形为二次抛物线， 矢高 ３ ｍ 矢跨比 １ ． ， ０， １６ ４７ 吊杆间距 ８ ； ｍ 全桥设 ５ 道横撑 ， 各横撑高度适应 拱肋线型变化。
Ａｂ ｔａｃ ： ｈｏ ｈ ｉｅ ｖ ｕ ｂ ｃ ｌｎ ａ ｌｓｓ ｔｅ ｔｂｌｔ ｏ ｔｅ ｈ ｏ ｇ ｓｅ ｌ ｂ ｘ ｉ— ａ ａｃ ｂｉ ｇ ｉ ａ ａｙｅ ． Ｔ ｅ ｏｍａ ｕ ｓａ ｌ ｓｒ ｔ Ｔ ｒｇ ｅｇ ｎ ａ ｅ ｕ ｋ ｉｇ ｎａｙ ｅ， ｈ ｓａ ｉ ｙ ｆ ｈ ｔｒ ｕ ｈ ｔｅ— ｏ ｔｅ ｂ ｒ ｒｈ－ ｒｄ ｅ ｓ ｎ ｚ ｄ ｌ ｉ ｌ ｈ ｎ ｒ ｌ ｎ ｔ ｅ ｂ
下承式系杆钢拱桥整体吊装关键技术研究
下承式系杆钢拱桥整体吊装关键技术研究随着社会的发展，我国的桥梁建设的发展也有了很大的进步。
大跨度钢拱桥目前大部分的施工均是在现场分段吊装进行焊接，这种方法需要在河道中搭设支架，影响河道通航，同时焊接质量没有工厂预制拼装容易控制。
标签：下承式系杆钢拱桥;整体吊装;关键技术研究吊装是现在很多桥梁工程施工的重要环节，其施工质量与安全对工程整体有很大影响，不仅要根据工程实际情况采取合理可行的施工方法，而且还要进一步加强施工管理，根据工程特点，制定有效的质量与安全管理方法。
1、大跨拱桥主要施工方法大跨拱橋建设工程中最重要的环节之一就是桥梁安装技术。
正如我国学者所指出的，100m和1000m的拱桥在设计方面难度相差不大，而施工方面难度的差别就非常悬殊。
根据桥梁工程具体情况选择合理、恰当的施工技术是决定桥梁工程能否安全有序实施的关键。
全面、系统掌握大跨拱桥的主要施工技术特点及其控制要点，是施工技术筛选和应用的重要前提和保障。
目前，国内关于大跨拱桥的主要施工方法有支架施工法、转体施工法、悬臂拼装法和缆索吊装法。
1.1支架施工法支架施工法是指在支架上浇筑或拼装桥梁结构的方法，具体过程包括按照拱肋设计线形施加预拱度，并据此完成支架的拼装，待支架拼装就位再进行成拱拼装和焊接的方法。
支架施工法主要适用于拱肋到地面距离较小，或者桥下无水及水量较小的良好施工条件中，即对施工场地地形、地基条件等有着较高的要求，这也导致该方法适用性受到一定限制。
由于该方法在实施过程中对拱肋进行分段施工，各施工段拱肋长度相对较小，可以省去大型吊装设备的应用;同时，由于支架是依据拱肋设计线形进行安装的，因此，拱桥的拱轴线可以得到较好控制。
然而，较多的拱肋接头通常造成较大的焊接工作量以及较长的施工工期。
1.2转体施工法转体施工法是指与桥梁轴线形成一定角度搭设支架，在该位置完成浇筑或拼装后，借助滑道和转盘结构将结构整体旋转合龙就位的施工方法。
该方法主要用于跨越深谷急流、通航通车不中断的大跨径的单孔或多孔桥梁施工。
下承式混凝土系杆拱桥动力特性试验研究
下承式混凝土系杆拱桥动力特性试验研究摘要通过泗水县圣源湖大桥的现场动力特性试验，测试了该桥的频率、振型、阻尼系数及冲击系数等动力参数，并将试验结果与理论分析结果进行了对比分析，为评定该桥的整体受力性能提供了可靠依据，同时也可为同类桥梁的设计与施工积累经验．关键词下承式系杆拱桥；动力特性；有限元分析中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：1工程概况位于济宁市泗水县的圣源湖大桥是该区域景观建设的重要组成部分。
采用（54+62+54）米下承式双肋钢筋混凝土系杆拱桥，设计标准公路—ⅰ级，双向4车道，中跨矢跨比f/l=1/4，计算跨径l=60m，矢高f=15m。
拱肋和风撑采用工字型截面，混凝土材料，拱肋高1.6m，宽1.2m，风撑高1.6m，宽0.6m，系杆采用箱型截面，全桥共设35道预应力混凝土横梁，行车道板采用实心板，现浇成型，图l为该桥的立面图。
图l 圣源湖大桥立面图2 动力特性的有限元分析2.1有限元分析建模根据桥梁结构形式，采用桥梁结构专用分析软件midas/civil进行结构静力分析。
该桥中跨共划分为293个单元，节点划分及结构离散示意如图2所示图2 圣源湖大桥中跨有限元模型2．2 动力特性分析模态分析方法有子空间法、分块兰斯法、power dynamics法、缩减法等。
子空间使用子空间迭代技术，内部使用广义雅克比迭代法，该方法采用了完整的k和m 矩阵，计算精度较高；另外，子空间法适用于提取大模型的少数模态(40阶以下)，所以采用此法。
在该仿真形态下可进行结构动力特性分析，分析计算成果如图3所示一阶阵型图（2.49hz）二阶阵型图（4.03hz）图3 桥梁振型图3 动载试验动力测试主要包括自振特性测试和行车激振试验。
自振特性测试是测试主梁与主塔的自振频率与振型，一般采用脉动法。
行车激振试验包括无障碍行车试验和有障碍行车试验，分别模拟桥面无损伤时桥面行车对桥跨结构的冲击作用。
故该桥动载试验分脉动、跑车、跳车和刹车4个内容。
下承式钢管混凝土系杆拱桥索力分析及稳定性研究
下承式钢管混凝土系杆拱桥索力分析及稳定性研究下承式钢管混凝土系杆拱桥索力分析及稳定性研究摘要：本文针对下承式钢管混凝土系杆拱桥进行了索力分析和稳定性研究。
首先，通过对该桥结构进行了力学分析，得出了系杆拱桥在载荷作用下的受力情况。
然后，利用数值计算方法进行了索力分析，得出了各个索力的大小和方向。
最后，通过稳定性分析，确定了拱桥的稳定性情况，并采取了合适的措施提高拱桥的稳定性。
关键词：下承式钢管混凝土；系杆拱桥；索力分析；稳定性研究1. 引言下承式钢管混凝土系杆拱桥是一种优秀的工程结构，具有承载能力大、抗震性能好等优点。
其中系杆拱桥作为其重要组成部分之一，承担着承载车辆和风荷载的重要作用。
因此，对系杆拱桥的索力分析和稳定性研究具有重要意义。
2. 系杆拱桥的力学分析系杆拱桥是由上、下承重拱肋组成的，上弦杆与下弦杆通过系杆相连接。
在荷载作用下，上弦杆受到压力，下弦杆受到拉力，系杆受到拉力。
为了分析系杆拱桥的受力情况，可以采用力学方法进行分析并绘制受力示意图。
3. 索力分析3.1 数值计算方法采用有限元方法进行计算，建立系杆拱桥的有限元模型，并用计算软件进行计算。
3.2 索力计算通过有限元计算，得出了各个系杆的受力情况。
根据静力平衡条件，可以得出系杆受力的方向和大小。
4. 稳定性分析通过对系杆拱桥的稳定性进行分析，可以确定桥梁的稳定性情况。
在稳定性分析中，需要考虑桥墩的稳定性、拱肋的稳定性等因素。
通过数值计算和理论分析，可以得出拱桥在不同工况下的稳定性系数，并评估桥梁的稳定性。
5. 提高拱桥的稳定性为了提高下承式钢管混凝土系杆拱桥的稳定性，可以采取以下措施：- 加强桥墩的设计和施工，提高桥墩的抗侧力能力；- 调整系杆的设计参数，使其受力更加均匀；- 增加拱肋的截面尺寸和数量，提高拱肋的抵抗能力；- 加强桥面的铺装，提高桥面的抗滑能力。
6. 结论通过对下承式钢管混凝土系杆拱桥的索力分析和稳定性研究，可以得出以下结论：- 系杆拱桥在荷载作用下受到压力、拉力等不同的受力方式；- 数值计算方法可以用于系杆拱桥的索力分析；- 稳定性分析可以用于评估拱桥的稳定性情况并提出提高稳定性的措施。
某下承式系杆拱桥设计分析
城市道桥与防洪2019年5月第5期摘要：以湖南省某河道整治项目的一座系杆拱桥设计为背景，先概述了该桥的技术标准、总体布置，介绍其主拱、吊杆、主梁的主要构造内容及计算要点；然后对桥梁结构受力进行了计算分析。
结果表明，桥梁结构设计合理，验算结果满足要求，可为同类桥梁的设计、计算提供有益的参考。
关键词：系杆拱桥；桥梁设计；结构计算中图分类号：U442.5+5文献标志码：B文章编号：1009-7716（2019）05-0122-05某下承式系杆拱桥设计分析收稿日期：2019-01-08作者简介：杨胜启（1987—），男，工程师，从事桥梁设计工作。
杨胜启（上海市政设计研究总院（集团）有限公司，上海市200092）DOI:10.16799/ki.csdqyfh.2019.05.0341概述拱桥是桥梁美学中最基本的体系之一，其具有独特的魅力。
传统拱桥是有水平推力的压弯结构，随着新材料、新工艺的发展，可以在两拱脚之间设置系杆来平衡拱的水平推力，近年来该桥型广泛应用于全国各地。
本文以湖南省某河道整治项目的一座系杆拱桥设计为背景，探讨系杆拱桥设计的一些问题。
该项目的主桥跨越王家河水域，为下承式系杆拱桥，桥下通行游船，桥梁为双向四车道机动车、人行道及非机动车道，跨度92m ，拱肋为钢箱结构，主梁为混凝土双主梁结构，桥面宽度31.5m,见图1。
2技术标准（1）通航要求游船设计通航水位27.1m ，通航净高3.5m 。
（2）桥下道路限界虎形山西路：净高4.5m 。
宽度15m 。
两侧游路：净高3.5m ，宽度5m 。
（3）道路设计标准道路等级：城市次干路；设计时速：40km/h 。
（4）设计荷载汽车荷载：城-A 级；人群荷载：按《城市桥梁设计规范》（CJJ 11—2011）取值为3.6kN/m 2。
（5）桥面宽度主桥桥面总宽为31.5m ，主桥桥梁横断面布置：0.25m (普通栏杆)+3.0m (人行道包括护索栏杆)+2.5m （拱肋区）+0.5m （防撞护栏）+9.5m （机动车道）+9.5m （机动车道）+0.5m （防撞护栏）+2.5m （拱肋区）+3.0m(人行道包括护索栏杆)+0.25m(普通栏杆)=31.5m 。
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） 行 列 式 为 零 ， 可 满 足 的 才
由此 可见 ， 用 几 何 刚 度 矩 阵 求解 第 一类 失 利
稳 问题 ， 以归 结 为 求 解 一 个 广 义特 征 值 问题 。 可 广义 特征值 、 特征 向量 △ ６分 别表示 各 阶特 征值
杆 ， 杆 间 距 为 ５ ０ 吊 ． ０ｍ。 吊 杆 采 用 Ｐ Ｓ — ８ Ｅ ７ ５低
一
由于 假 定 发 生 第 一 类 失 稳 前 结 构 是 线 弹 性
的， 多数 情况 下应 力 与外荷 载 也为线 性关 系 ， 与 Ｋ 外荷 载 的大小 无关 ， 只与构 件 的几何 尺 寸有关 ， 而 Ｋ Ｇ与 荷 载 大小 相 关 ， 且 是 成 正 比 的关 系 ， Ｐ 并 当 增 大 倍 ， 增 大 倍 。所 以式 （ ） 外 荷 载 Ｋ（也 １在
响 因素 进 行 了 分 析 ， 讨 了 矢 跨 比 、 梁 抗 弯 刚 度 、 肋 抗 弯 刚 度 、 探 系 拱 吊杆 刚 度 和横 撑 形 式 等 参 数 对 拱 桥 稳 定 性 的影 响 。 关键 词 钢 筋 混凝 土 系 杆 拱 桥 稳 定 性 特 征值 有 限元
拱 桥是 最古 老 的桥 梁 结 构 形式 之 一 ， 主要 其 承重 结构—— 主拱 圈 是 以承 压 为 主 的压 弯 构 件 。 当拱在 施工 和运 营荷 载作 用下 所承 受 的荷 载 达到
ｆ ＋， Ｋ ｔ ＫＧ ｛ ０ 一 （） ５
化 的情况下 继续 增加 。当荷 载达 到 了临界荷 载之
后 ， 位 将 迅 速 增 加 ， 类 失 稳 称 之 为第 二 类 失 变 这 稳， 也称极值 点失 稳 。求解 这 类 稳 定 问题 的极 限 荷 载 ， 要采 用 非线 性 分 析 方 法 ｌ 。实 际 工 程 的 需 ＿ １ ］
一
如果 结构 达 到 临 界 荷 载 ， 部 对结 构 施 加一 外
微 小 的 扰 动 ， 时 结 构 将 产 生 位 移 △ ， 且 结 构 这 而 还处 于平 衡状 态 ， 时的 平衡 方程 为 ： 这
（ ＋ Ｋ ：（ ） ６＋ △６） 一 Ｐ （） ３
种形 式是 在屈 曲 临 界 荷 载 前后 ， 的挠 曲线 发 拱
式 中 ： 为弹性 刚 度 矩 阵 ； 。为 几 何 刚度 矩 阵 ； Ｋ Ｋ ６ 为节点 位移 向量 ； Ｐ为外 荷 载 向量 。
收稿 日期 ： ０ １ Ｏ 一７ ２ １ 一 】０
２ １ 年 第 ２期 ０１
向 木 生 等 ：下 承 式 系 杆 拱 桥 稳 定 性 影 响 参 数 研 究
增 大 倍 时 ， 写 成 ： 可
（ ＋ Ｋ ； ６ 一 Ｐ ） （） ２
定 的临界 值 时 ， 整个 拱 就会 失去平 衡 ， 以拱桥 所
的稳定 安全 日益 受到 桥梁 设计 师 的关注 。
１ 拱 桥 稳 定 性 理 论
按 照拱 在失 稳 时状 态 是 否 发 生 质 变 ， 定 问 稳 题可分 为第 一类 稳定 和第 二类 稳定 两种形 式 。第
发 生第 一类失 稳前 ， 构处 于初 始 平衡状 态 ， 结 为 了得 到结构 的临界 荷载 ， 根据 最小 势 能原理 ， 可
以得到 结构 的有 限元 平衡方 程 ：
Ｋ ＋ ＫＧ ＝ Ｐ ６ （ ） １
天 门河 陆羽 大桥 是 一 座 ８ 下 承 式钢 筋 混 Ｏｍ 凝 土系杆 拱 桥 ， 计 荷载 为公 路一 级 ， 轴采用 二 设 拱 次抛物线 ， 面 宽度 ２ 桥 ５ｍ。拱 肋 为普 通 钢筋混 凝 土 ， 准 截 面 为 箱 型 截 面 ， 面 高 ２ ０ｍ， １ ５ 标 截 ． 宽 ． ｍ， 腹板 厚 ０ ４ｒ 。系 梁采 用 预 应 力混 凝 土结 构 ， ． ｎ 标 准 截 面 与拱 肋 相 同 。每 幅拱 肋 设 １ ４根厂 制 吊
向木 生 范波 涛 陈 健 张 大 亮
（． 汉理工大学交通学 院 Ｉ武 武汉 ４ Ｏ ６ ； ． 阳市 公 路 管 理 处 襄 阳 ３０ ３ ２ 襄 ４１Ｏ） ４ ０ ３
摘 要
基 于拱 桥 稳 定 性 分 析 理 论 ， 过 有 限 元 分 析 软 件 ＡＮ ＹＳ对 天 门市 陆 羽 大 桥 的 稳 定 性 影 通 Ｓ
将 式 （） 人 （） 以得 到 ： ２代 ３可
（ ＋ ． “） Ｋ △６ ＝ ０ （） ４
式（） 的 △ ４中 ６是 一 个 实 际 存 在 的扰 动 引 起
的 位 移 ， 可 能 为 零 。 要 使 式 （ ） 立 ， 据 线 性 不 ４成 根 代 数理论 只有 ｛ Ｋ＋
方程 ， 即
的 大小和 相应 的失 稳模 态 。
２ 稳 定 性 分 析
２ １ 工 程 概 况 ．
于第一类 问题 是特 征值 问题 ， 求解 方便 ， 在许 多情
况下两类 问题 的 临 界值 又相 差 不 大 ， 因此 研 究 第
一
类 稳 定 问题 仍 具 有 重 要 的 工 程 意 义 Ｌ 。 ２ ｊ
生 急 剧 变 化 ， 失 去 原 来 的 平 衡 状 态 转 而 进 入 新 拱
的平 衡状 态 ， 一类 失稳 也 叫做线 弹性 屈 曲失稳 ； 第 第二种 屈 曲形 式 是 在 非 对 称 荷 载 作用 下 ， 在 发 拱 生 竖直变 位的 同时也 产 生 了水平 变位 。随着 荷载
的增 加 ， 个 方 向 的 变 位 在 变 形 形 式 没 有 急 剧 变 两
总第 ２５ ２ ２ １ ４ 期 ０ １年第 期
Ｔｒ ｎ ｐ ｒａ ｉｎ通 ｉｎ ｅｂ ａ ｓ ｏ ｔ交 ｅ科 技 ｃ ｎ ｌｇ ｔ Ｓｃ ｃ －Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ
Ｓ ｒ ｌＮｏ ２ ５ ｅｉ ． ４ ａ
Ｎ Ｏ ２ ｐ ．２ ｌ ． Ａ ｔ ０１
下 承 式 系 杆 拱 桥 稳 定 性 影 响 参 数 研 究