某工程鋼管桁架拱的穩定性分析

摘 要：以65m大跨度圓弧鋼管桁架拱為對象。對承受軸力和平面內彎矩共同作用的鋼拱驗算平面內整體穩定應力。采用有限元SAP2000軟件，以單拱作為研究對象，分析其特征屈曲失穩，施加初始缺陷，同時考慮幾何非線性，分析極限值屈曲。按整個鋼管桁架組拱，進行與單拱同樣的屈曲分析，比較兩者計算結果。

關鍵詞：鋼管桁架拱；平面內穩定；屈曲分析；單拱；組拱

中圖分類號：TU392.3

文獻標識碼：B

文章編號：1008-0422（2012）07-0134-03

1 引言

拱，作為建筑上一個出色的成就，被廣泛用于建筑結構、橋梁及水利工程中。尤其近幾十年來，大跨度空間結構的興起，更是為大跨度拱式體系提供了廣闊的發展舞臺。而桁架拱將拱和桁架兩種形式有機結合，實現了將彎矩轉化為弦桿的軸力，從而提高材料的利用率。由于拱軸線為曲線形式，在外力作用下以受壓為主，與鋼結構直構件相比，拱表現出的穩定問題十分突出且相當復雜，常常是拱結構設計的控制因素。尤其當桁架拱矢跨比較小時，穩定問題格外突出。所以結合實際工程，研究桁架拱穩定性是十分必要的。

2 工程概況

本文以上海市申江路客運卡口鋼結構桁架拱為對象，進行相關穩定性分析。整個鋼管桁架拱由2個主拱組成。主拱為中間小兩端大的變截面矩形管桁架，拱的跨度為64.6m，矢高為8.66m，矢跨比為0.134，拱距14m。兩拱側向共設置7道三角形管桁架支撐。鋼管桁架拱為落地拱，采用剛接拱腳，每個弦桿分別與基礎剛接。結構計算模型如圖1所示。……