大跨径拱桥拱轴线参数对几何非线性的影响研究
万虹宇1邬刚柔2
（1重庆科技学院，重庆，401331；2重庆高速公路集团有限公司，重庆，401121）
摘要：本文针对目前拱桥非线性研究现状，对钢管混凝土劲性骨架拱桥类箱形拱桥改变其
参数的1000多个模型，用ANSYS有限元程序进行线性和非线性分析，并进行比较分析，得出
拱桥的拱轴线参数对几何非线性的影响，对此类桥型设计提供理论参考。
关键词：拱桥，非线性分析，挠度，线形参数
AbstractAccordi
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Keywordsarchbridge
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1前言
钢管混凝土劲性骨架拱桥同时解决了拱桥在大跨径方面高强度材料应用和施工两大难题，为钢管混凝土劲性骨架拱桥的在大跨
K
e

－单元的初应力刚度矩阵23
K
e
G
－单元的几何刚度矩阵23
euiwiiujwjjT－单元节点位移矩阵
peNiQiMiNjQjMjT
－单元节点力矩阵（与e相对应）
径方面应用提供了客观的需求。
进一步将单元在局部坐标系中的刚度矩
随着拱桥跨径的增大，拱桥几何非线性阵进行坐标变换，并按直接刚度化集成刚度
的影响也将不容忽视，而在进行极限承载力计算时应当考虑材料非线性的影响。目前常用的桥梁通用程序大都采用弹性理论计算，
矩阵，则可建立整个结构的刚度方程：
KEKKGDP
（2）
当引入边界条件后，即可应用
很少考虑这些非线性的影响；而对于有的大型通用有限元结构分析程序，因为不是专门
Newto
Raphso
Formulatio
进行非线性分析1。
为桥梁工程设计的，虽然考虑了几何非线性、22有限元离散
材料非线性、边界非线性等因素，但在适用
本文研究的拱桥所采用线性为悬链线，
桥梁分析的本构关系选择以及施工全过程模型简化等方面都较困难。本文用ANSYS有限元程序对变线形参数的拱桥有限元模型进
设定参数有：跨径L、矢跨比fL和拱轴线系数m。使用ANSYS对其变参计算弹性和非线性在重力下的作用，以此得出非线性影响
行线性和非线性分析，并对其进行比较分析，关系。截面形式采用箱形截面，r