大跨填土式波形钢板拱桥的受力分析

发布时间：2018-01-09 09:37

  本文关键词：大跨填土式波形钢板拱桥的受力分析　出处：《湖南大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 桥梁工程 大跨径 填土波形钢板拱桥 土-拱效应 力学性能 设计计算方法

【摘要】：大跨径的波形钢板拱桥结构是由波纹形状的钢板拼装而成,该柔性结构物具有强度高、造价低、施工速度快、力学性能优异等优点。我国对该类结构的设计和施工尚无成形的参考规范,因此对该类结构的受力性能和设计方法的深入研究具有极重要的意义。本文以一座实际设计方案为依据,研究内容和成果如下:(1)利用ANSYS有限元分析软件对填土波形钢板拱桥的计算方法进行了深入探究,结果表明:平面分析和空间分析都可用于该类结构的建模计算,实际计算可根据情况选取合适的方法。空间分析中的MPC算法可解决单元间因自由度不一致而无法较好耦合的问题。空间接触分析可考虑交界面的滑移,其计算结果较MPC共节点结果保守;(2)选取合适的有限元计算方法分别对结构的施工阶段、使用阶段、不利工况、参数影响以及稳定性进行了详细分析,结果表明:施工填土阶段中,结构的变形和受力有较大的变化。施工初期,拱顶出现上拱,随后随着施工填土继续而迅速下挠。成桥时,拱顶的挠度和拱脚的应力均最大。不对称填土施工对钢板应力的影响较大。使用阶段中,活载、温度荷载和支座位移对结构产生的效应值相当,小于自重恒载产生的效应值。结构对整体温降作用和支座位移的适应性较强,结构力学性能优异。对结构进行参数分析得知,增加钢板厚度可以减小结构的受力,回填土的性质对结构的受力影响很大。结构在各阶段的稳定性均满足要求且具有较高的稳定系数。施工荷载对结构的稳定性影响较大,实际施工时应特别注意。结构受力存在土-拱效应,结构考虑到土体和钢板共同受力时,拱结构和基础的变形和受力都相应降低,并且相比较于传统的拱桥,土-拱效应的存在降低了结构对基础的要求。(3)对国内外设计规范进行对比和总结,针对本文实际工程结构,提出了适用于我国填土波形钢板拱桥的设计计算方法。另外,结合本文有限元计算方法,对结构的变形限值进行了规定,补充了结构设计方法。文中的思路和方法同样适用于其他结构形式的波形钢板结构物,对该类结构的设计和施工提供了参考。
[Abstract]:This paper makes a deep study on the design and construction of steel plate arch bridge with high strength , low cost , high construction speed and excellent mechanical property .

【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U441;U448.22

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本文编号：1400904