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摘要
经典拱桥稳定理论基于单一分布荷载，而现代拱桥的荷载已发展成为由桥面水平均布荷载与主拱圈弧长均布荷载组成的多分布荷载，拱桥稳定理论亟需适应拱桥工程的发展。针对多分布荷载下拱结构面内线性屈曲没有解析解的现状，提出一种高精度近似解析方法用以解决该问题。基于拱结构线性屈曲后拱轴无伸缩的基本假定与包含全部非线性项的应变表达式，推演直角坐标系下任意拱结构线性屈曲应变表达式。在该屈曲应变基础上，基于虚功原理与泰勒近似展开得到多分布荷载下拱结构虚功的近似表达。根据Ritz法与拱结构屈曲波形函数的基本假定，推演多分布荷载下拱结构面内线性屈曲荷载的近似解析。与有限元法结果的对比表明，提出的基本假定满足工程需求，多分布荷载下拱结构面内线性屈曲时满足拱轴无伸缩基本假定与屈曲波形函数基本假定。推演的多分布荷载下拱结构面内线性屈曲荷载的近似解析，在大范围矢跨比与荷载比参数下具有较高的精度，两铰拱与无铰拱近似解析的最大相对误差为3.24%与8.52%，在矢跨比小于1/4的拱桥工程参数范围内，两铰拱近似解相对误差约为0.35%，无铰拱近似解析相对误差少于0.67%。
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单位华东交通大学; 中铁第四勘察设计院集团公司
