中承式钢管砼劲性骨架拱桥施工阶段结构分析及模拟方法研究
发布时间：2025-04-27 01:20
钢管砼劲性骨架拱桥具有工程造价低、跨越能力强、结构受力性能好等特点,在大跨径桥梁发展中日益受到关注。劲性骨架的外包砼工期占整座桥梁工期的一半左右。特别是大跨径劲性骨架拱桥,其外包砼浇筑方量大,结构形成过程复杂,外包施工期间拱圈挠度、应力、稳定性及结构安全性控制难度大。因此,结构受力状态的合理设计和准确受力模拟显得尤为重要。但由于此类桥型发展起步较晚,相关的研究还不够充分,国内外对该桥型模拟方法的研究也比较少。广安官盛渠江大桥是主跨跨径为320m的中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥,其跨径位居世界同类桥梁第五。本文以此桥为依托,通过系统的计算模拟分析,结合工程实测资料,对劲性骨架拱桥施工阶段的合理模拟方法及其优化设计问题进行研究,主要研究内容与结果为:(1)总结了国内外关于钢管砼劲性骨架拱桥施工阶段结构分析模拟方法相关资料,分析了现有模拟钢管与管内砼的相关理论与方法,对劲性骨架拱桥建模中的关键问题进行了探讨。(2)以骨架一次落架完成为计算起点,分析对比采用双单元理论和统一理论模拟钢管与管内砼的两种方法对外包阶段结构受力分析产生的影响,并与实测数据进行对比。研究表明,从应力和劲性骨架线形的角度看,...
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 劲性骨架砼拱桥的发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.2.3 钢管砼劲性骨架拱桥的结构特点
1.2.4 钢管砼劲性骨架拱桥的施工工艺
1.3 劲性骨架砼拱桥施工阶段结构分析模拟方法研究现状
1.3.1 钢管砼施工过程模拟方法研究现状
1.3.2 外包砼施工过程模拟分析研究现状
1.4 本文主要研究内容及思路
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 主要研究思路
第二章 劲性骨架拱桥施工阶段仿真模拟分析
2.1 有限元计算模拟软件
2.1.1 概述
2.1.2 Midas空间杆系单元的介绍
2.2 钢管砼的模拟理论与方法
2.2.1 换算截面法
2.2.2 双单元法
2.2.3 统一理论法
2.2.4 三种方法的对比
2.3 背景工程有限元模型
2.3.1 依托工程概况
2.3.2 主要施工过程
2.3.3 全桥有限元模型的建立
2.3.3.1 计算的简化和假定
2.3.3.2 主要构件的模拟
2.3.3.3 主要材料的取值
2.3.3.4 边界的处理
2.4 本章小结
第三章 劲性骨架模拟方式对拱肋外包砼阶段结构受力分析的影响
3.1 引言
3.2 不同模拟方式对外包砼应力分析的影响
3.2.1 下环砼合龙前
3.2.2 上环砼合龙前
3.3 不同模拟方式对劲性骨架变形分析的影响
3.3.1 外包砼浇筑过程中各方案线形对比
3.3.2 下环砼合龙后各方案线形对比
3.3.3 上环砼合龙后各方案线形对比
3.4 不同模拟方式对劲性骨架稳定性分析的影响
3.5 实测数据与计算数据分析对比
3.5.1 监控测点布置
3.5.2 砼体内应力
3.5.3 拱肋线形
3.6 本章小结
第四章 外包砼模拟方式对施工阶段结构受力分析的影响
4.1 拱肋砼强度对结构受力分析的影响
4.1.1 拱肋砼强度对外包砼应力分析的影响
4.1.2 拱肋砼强度对拱肋变形分析的影响
4.1.3 拱肋砼强度对稳定性分析的影响
4.2 外包砼模拟精细程度对结构受力分析的影响
4.2.1 外包砼单元划分长度对外包砼应力分析的影响
4.2.2 外包砼单元划分长度对拱肋变形分析的影响
4.2.3 外包砼单元划分长度对稳定性分析的影响
4.3 拱肋外包砼刚度不同模拟方式对结构受力分析的影响
4.3.1 拱肋外包砼刚度不同模拟方式的概述
4.3.2 拱肋外包砼刚度不同模拟方式对外包砼应力分析的影响
4.3.3 拱肋外包砼刚度不同模拟方式对拱肋变形分析的影响
4.3.4 拱肋外包砼刚度不同模拟方式对稳定性分析的影响
4.4 本章小结
第五章 横撑横梁外包砼过程的模拟方式及骨架结构优化
5.1 概述
5.2 横撑横梁外包砼过程的简化模拟
5.3 横撑横梁外包砼过程的精细化模拟
5.4 横撑横梁外包砼浇筑方案的优化
5.4.1 横撑横梁桁架应力对比分析
5.4.2 桁架变形对比分析
5.4.3 外包砼应力对比分析
5.5 横撑横梁骨架设计的优化
5.5.1 横撑横梁骨架变为钢管后应力对比分析
5.5.2 横撑横梁骨架变为钢管后变形对比分析
5.5.3 横撑横梁骨架变为钢管后外包砼应力对比分析
5.5.4 对横撑横梁骨架设计的建议
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 研究展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论著及取得的科研成果
本文编号：4041662
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 劲性骨架砼拱桥的发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.2.3 钢管砼劲性骨架拱桥的结构特点
1.2.4 钢管砼劲性骨架拱桥的施工工艺
1.3 劲性骨架砼拱桥施工阶段结构分析模拟方法研究现状
1.3.1 钢管砼施工过程模拟方法研究现状
1.3.2 外包砼施工过程模拟分析研究现状
1.4 本文主要研究内容及思路
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 主要研究思路
第二章 劲性骨架拱桥施工阶段仿真模拟分析
2.1 有限元计算模拟软件
2.1.1 概述
2.1.2 Midas空间杆系单元的介绍
2.2 钢管砼的模拟理论与方法
2.2.1 换算截面法
2.2.2 双单元法
2.2.3 统一理论法
2.2.4 三种方法的对比
2.3 背景工程有限元模型
2.3.1 依托工程概况
2.3.2 主要施工过程
2.3.3 全桥有限元模型的建立
2.3.3.1 计算的简化和假定
2.3.3.2 主要构件的模拟
2.3.3.3 主要材料的取值
2.3.3.4 边界的处理
2.4 本章小结
第三章 劲性骨架模拟方式对拱肋外包砼阶段结构受力分析的影响
3.1 引言
3.2 不同模拟方式对外包砼应力分析的影响
3.2.1 下环砼合龙前
3.2.2 上环砼合龙前
3.3 不同模拟方式对劲性骨架变形分析的影响
3.3.1 外包砼浇筑过程中各方案线形对比
3.3.2 下环砼合龙后各方案线形对比
3.3.3 上环砼合龙后各方案线形对比
3.4 不同模拟方式对劲性骨架稳定性分析的影响
3.5 实测数据与计算数据分析对比
3.5.1 监控测点布置
3.5.2 砼体内应力
3.5.3 拱肋线形
3.6 本章小结
第四章 外包砼模拟方式对施工阶段结构受力分析的影响
4.1 拱肋砼强度对结构受力分析的影响
4.1.1 拱肋砼强度对外包砼应力分析的影响
4.1.2 拱肋砼强度对拱肋变形分析的影响
4.1.3 拱肋砼强度对稳定性分析的影响
4.2 外包砼模拟精细程度对结构受力分析的影响
4.2.1 外包砼单元划分长度对外包砼应力分析的影响
4.2.2 外包砼单元划分长度对拱肋变形分析的影响
4.2.3 外包砼单元划分长度对稳定性分析的影响
4.3 拱肋外包砼刚度不同模拟方式对结构受力分析的影响
4.3.1 拱肋外包砼刚度不同模拟方式的概述
4.3.2 拱肋外包砼刚度不同模拟方式对外包砼应力分析的影响
4.3.3 拱肋外包砼刚度不同模拟方式对拱肋变形分析的影响
4.3.4 拱肋外包砼刚度不同模拟方式对稳定性分析的影响
4.4 本章小结
第五章 横撑横梁外包砼过程的模拟方式及骨架结构优化
5.1 概述
5.2 横撑横梁外包砼过程的简化模拟
5.3 横撑横梁外包砼过程的精细化模拟
5.4 横撑横梁外包砼浇筑方案的优化
5.4.1 横撑横梁桁架应力对比分析
5.4.2 桁架变形对比分析
5.4.3 外包砼应力对比分析
5.5 横撑横梁骨架设计的优化
5.5.1 横撑横梁骨架变为钢管后应力对比分析
5.5.2 横撑横梁骨架变为钢管后变形对比分析
5.5.3 横撑横梁骨架变为钢管后外包砼应力对比分析
5.5.4 对横撑横梁骨架设计的建议
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 研究展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论著及取得的科研成果
本文编号：4041662
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