样条配点法在拱桥大挠度 内力分析中的应用 提要 运用拱的挠度理论,推导出考虑结构几何非线性影响的控制微分方程;应用样条配点法,以三次B样条函数为位移试函数,导出了拱结构非线性内力分析的新方法。文末针对某特大跨度钢管混凝土拱桥进行了数值对比分析,计算结果表明,该方法的计算精度与效率令人满意。 关键词 拱桥,几何非线性,样条配点法,挠度理论 1 引言 拱式结构以其在结构力学、建筑工艺、使用功能、环境与美学等多方面的特点和优点,在现代土木、水利、建筑等各方面占有十分重要地位。近年来,随着钢管混凝土等技术的发展,拱的跨度也逐渐加大。拱桥的非线性现象是大跨度结构中重要的固有属性之一,其中的几何非线性问题主要表现为结构的大位移小应变特征。以往采用传统的以弹性理论为基础的设计计算方法来分析小跨径拱的内力和变形不致引起太大的偏差,但对于大跨径拱,如果仍沿用传统分析方法,必将产生较大的误差。因为这种分析方法没有考虑拱脚推力与拱轴挠度相互作用产生的附加内力的影响,也没有在变位微分方程式中计入轴力的影响,而将轴力产生的拱圈弹性压缩变形对内力的影响分割出来计算。 |