自锚式悬索桥的面内稳定性

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180178

摘要/Abstract

摘要：

为完善自锚式悬索桥面内稳定性理论，首先通过结构稳定性的概念初步判定该桥型不存在面内分岔失稳的可能性；进而在自锚式悬索桥挠度方程中通过引入位移干扰量，以幂级数干扰位移形式反证其不会出现面内弹性分岔失稳；最后以实桥为例，通过数值模型按弹性及弹塑性稳定理论计算分析了桥梁的荷载系数、破坏模式等。结果表明：在挠度理论适用范围内，自锚式悬索桥不存在面内分岔失稳；数值分析结果显示该实桥面内分岔失稳由吊索断裂引起，超出挠度理论应用范围，而极限承载力能满足安全性要求。

关键词: 桥梁工程, 自锚式悬索桥稳定理论, 数值分析方法, 主缆-吊索-主梁闭合传力路径, 挠度理论, 分岔失稳

Abstract:

In order to consummate the in-plane stability theory of self-anchored suspension bridge, firstly it is preliminarily determined that the bifurcation failure mode of this type bridge can not occur through the concept of structural stability. Furthermore, by introducing the displacement interference which is assumed as power series form in the deflection equation of the self-anchored suspension bridge, it is proved that the elastic bifurcation instability will not occur. Finally, a practical bridge is taken as an example, the numerical models according to the elastic stability and elastic-plastic stability theory are calculated and analyzed to obtain the load coefficient, bridge failure modes etc.. The results show that there is no in-plane bifurcation failure mode for self-anchored suspension bridge in the scope of application of deflection theory. Numerical analysis shows that the bifurcation instability in the actual bridge deck is caused by the breakage of the sling, which exceeds the application range of deflection theory, and the ultimate bearing capacity satisfies the safety requirements.

Key words: bridge engineering, self-anchored suspension bridge stability theory, numerical analysis method, cable-sling-girder closed transmission path, deflection theory, bifurcation instability

中图分类号:

U448.25

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图/表 14

图1

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表1

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参考文献 15

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工况号	列车布载方式	桥塔效应
1	1	不考虑
2	2	不考虑
3	3	不考虑
4	1	考虑
5	2	考虑
6	3	考虑

工况号	活载布载方式	荷载模式	最大荷载倍数
7	截面①轴力最不利	活载单独放大	10.08
8	截面①正弯矩最不利		11.79
9	截面②轴力最不利		10.14
10	截面②负弯矩最不利		9.01
11	截面③轴力最不利		10.13
12	截面③正弯矩最不利		10.02
7a	截面①轴力最不利	恒载活载同比放大	2.21
8a	截面①正弯矩最不利		2.17
9a	截面②轴力最不利		2.21
10a	截面②负弯矩最不利		1.98
11a	截面③轴力最不利		2.27
12a	截面③正弯矩最不利		2.59