水是地球上所有生物赖以生存的生命之源,随着经济的日益增长,人们也在不断地增加对水资源的需求,因此我国部分地区出现供水不足或者水资源分布不均等现状。为了解决这一系列问题,大量的输水工程应运而生,而渡槽就是其中大型的水工建筑物之一。然而,随着渡槽的广泛应用,渡槽工程的投资情况、工期开展进度甚至使用价值等受各个因素的影响,较为典型的就是渡槽设计时其结构设置的合理性以及安全性。所以目前对渡槽结构的稳定性分析越来越受到各界的重视。本文对渡槽结构的整体稳定性、渡槽结构的局部稳定性以及渡槽下部支承结构(槽墩结构)的稳定性分别进行了理论分析和数值模拟研究。除了利用理论公式进行计算分析外,还研制开发了计算机程序进行推算演练,并建立了有关渡槽的分析模型和有限元计算模型,验证结果的合理性,并以实际工程——云南滇中阿斗村渡槽为研究对象进行了分析计算,主要内容如下:(1)整体稳定性分析在渡槽结构整体稳定性分析中,推导了渡槽断面的几何性质,采用能量变分原理,建立了弯矩和扭矩的平衡方程,得到了矩形渡槽侧扭屈曲的临界弯矩的伽辽金法和瑞利-里兹法共两种方法的解析表达式。以阿斗村渡槽为工程应用对象,经计算求得阿斗村渡槽结构侧扭屈曲的临界弯矩。结果显示,阿斗村渡槽不会发生槽体结构的整体失稳现象。对渡槽侧扭屈曲的临界弯矩的影响因素(渡槽跨度、上翼缘宽度、渡槽壁厚)分别进行了分析。计算结果显示,渡槽跨度的变化对渡槽的侧扭屈曲影响最大;渡槽上翼缘宽度、渡槽壁厚在正常范围内的变化对于渡槽侧扭屈曲临界应力影响不大。(2)局部稳定性分析推导了半解析有限条元法的理论公式,建立了半解析有限条元法的基本方程,研制开发了薄壳结构稳定性分析的专用计算机程序(WDFX);使用大型结构分析软件ANSYS建立了大型渡槽槽身结构的有限元模型,并求得屈曲模态特征值。通过计算,得到阿斗村渡槽的局部稳定性的分析数据结果。对比发现,两个结果的相对误差不超过3%,并且所得结果均在合理范围以内。说明本文所提半解析有限板条元法(WDFX程序)是满足工程应用精度要求的;同时也可以判定阿斗村渡槽槽身不会发生局部失稳现象。(3)渡槽槽墩结构稳定性分析渡槽槽墩大多使用空心薄壁墩,属于压弯构件的失稳问题。本文分别采用Newton迭代法和有限元方法,对渡槽槽墩结构进行了稳定性分析。以阿斗村渡槽为例进行了分析计算,用Newton迭代法求得的屈曲模态特征值为538.76MPa,用ANSYS软件求得的屈曲模态特征值为541.09MPa。两种计算结果非常接近(相对误差很小),而且均在合理范围以内。与阿斗村渡槽在满槽水荷载运行工况下桥墩所受荷载相比可知,该结构不会发生失稳。