钢管混凝土拱桥稳定性及施工控制分析

发布时间：2017-11-28 17:22

本文关键词：钢管混凝土拱桥稳定性及施工控制分析

【摘要】：近二十年来,随着高速公路进入山区,我国钢管混凝土拱桥的修建数量和跨径均在不断增加。随着跨径的增大,拱桥的稳定问题变得愈来愈突出,施工难度愈来愈大。本文依托龙桥特大桥,就大跨径钢管混凝土拱桥关心的运营阶段稳定性和施工过程控制展开了研究。主要内容如下:本文以非线性有限元数值计算方法为基本方法,采用通用有限元软件为计算工具,对比分析了钢管混凝土组合结构特性模拟的双材料模型、换算材料模型的优缺点,选用换算材料模型的统一理论模拟法计算背景工程。采用ANSYS 12.1有限元软件对龙桥特大桥进行特征值屈曲分析、几何非线性屈曲分析及双重非线性屈曲分析。结果表明,线弹性分析结果是偏于不安全的;考虑几何非线性后的结构稳定安全系数下降近6%;考虑双重非线性结构稳定安全系数下降近45%;实际工程中稳定分析应同时考虑几何、材料的双重非线性。采用MIDAS civil 2015有限元软件建立多组空间模型,研究了宽跨比,含钢率,拱上立柱及横撑布置等参数及“X”和“I”组合横撑结构型式对该桥的稳定影响,建议了有利于拱桥稳定的横撑布置位置。施工控制是保证大跨径梁建设安全及实现预期设计目标的重要途径,通过施加合适的临时扣索索力进行施工控制是钢管混凝土拱桥施工的重要方法,拱肋混凝土灌注顺序是施工阶段控制两种材料内力分配的重要调节手段。基于影响矩阵法,利用MIDAS civil未知荷载系数优化功能,分析了拱肋吊装阶段临时扣索的合理索力。应用施工联合截面法,分析了先上弦后下弦的先外侧后内侧、先内侧后外侧及先下弦后上弦的先外侧后内侧、先内侧后外侧等四种不同拱肋混凝土的灌注方案对结构受力状态的影响,以拱肋钢管及已灌注混凝土的应力、位移为优化控制目标,建议了合理的扣索索力及拱肋混凝土灌注方案。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.4;U448.22

【参考文献】

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