华南理工大学学报(自然科学版)

作者：江祖慊, 肖汝诚, 宋超林, 孙斌, 王业腾, 姜海西

单位：1.同济大学 土木工程学院，上海 2000922.上海城投公路投资（集团）有限公司，上海 200335

关键词：网状吊杆拱桥,非线性有限元,整体稳定,矢跨比,拱肋倾角,吊杆倾角

基金：国家自然科学基金项目(52378185);国家自然科学基金青年科学基金项目(52308196);宁波市交通运输局科技项目;浙江省交通运输厅科技计划项目(2021060);同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司自主课题(2023J-JZ07)

网状吊杆拱桥是以至少两次交叉的倾斜吊杆代替传统竖直吊杆的系杆拱桥体系。交叉布置的网状吊杆可以有效提升传统拱桥的竖向刚度和整体力学性能，因此在桥梁工程领域受到关注。然而，随着拱桥跨径的增加及薄壁钢结构的广泛应用，结构稳定性问题日益突出，特别是以受压为主的钢拱肋失稳风险成为制约其工程应用的关键因素。为系统分析网状吊杆提篮式拱桥的稳定性能，探明不同结构布置参数对结构整体稳定性的影响，该研究综合考虑几何非线性、材料非线性及结构初始缺陷，采用非线性有限元方法建立参数化空间杆系有限元模型，分析了不同吊杆张拉力对整体稳定性的影响；计算了网状吊杆拱桥拱肋关键节点在荷载作用下的位移响应及非线性失稳临界荷载；对比了国内外规范与非线性有限元方法计算结果的差异；并研究了不同矢跨比、拱肋倾角及吊杆倾角对网状吊杆拱桥稳定性的影响规律。研究结果表明，吊杆索力的改变对网状吊杆拱桥整体稳定性能影响不大；基于规范方法所得的网状吊杆拱桥拱肋的极限承载力计算结果较非线性有限元方法更为保守；网状吊杆拱桥的侧向整体稳定性随矢跨比和拱肋倾角的增加而提高，随吊杆倾角的增加先上升后下降；网状吊杆拱桥吊杆倾角设置在50°~60°左右时侧向稳定性能较好。

来源：2025年第8期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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