竖向荷载作用下飘浮体系斜拉桥极限承载能力与失效模式分析

作者:吕文高; 何政
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采用塑性极限分析方法研究了大跨度浮式体系在竖向荷载作用下的极限承载力和破坏模式。基于塑性极限分析的相关假设,并结合其基本机理,证明了将该方法应用于斜拉桥破坏分析的可行性。结合单塔浮式体系,推导了极限承载力的计算公式,分析了相应的破坏模式。通过优化方法内点法得到了极限荷载的斜拉桥塑性结构及其相应的破坏模式,并与OpenSEES和有限元的结果进行了比较。结果表明,在竖向荷载作用下,当拉索屈服强度较小时,主梁为整体破坏,反之为局部破坏。与缆索相比,主梁的屈服强度对斜拉桥破坏的影响正好相反。拉索的腐蚀不仅减少了斜拉桥的面积,还改变了它的坍塌破坏模式。与有限元法相比,塑性极限分析方法简单易行,可用于研究浮式系统斜拉桥在竖向荷载作用下的极限承载力和破坏模式,并能快速有效地评估结构参数对其破坏行为的影响。