活动支座的布置对钢筋混凝土拱桥主拱圈受力特性的影响

发布时间：2020-04-03 00:49

【摘要】：钢筋混凝土拱桥在地震多发的西南地区应用广泛,但由于结构不合理、计算出错误以及自然灾害等因素的影响,导致近年来发生多起拱桥破损甚至坍塌的事故,如何提高钢筋混凝土拱桥的力学性能迫在眉睫。目前关于钢筋混凝土拱桥力学性能的研究主要包括对主拱圈的矢跨比、拱轴系数等参数的研究,以及对拱上建筑的材料(钢筋混凝土、钢管混凝土、型钢等)、截面形式(尺寸、截面形状、空心实心等)、数量、跨径(等跨、不等跨)等参数的研究,而关于拱上立柱与主梁的连接形式对钢筋混凝土力学性能的研究较少。所以本文借助某改建铁路线路中的上承式钢筋混凝土拱桥研究拱上立柱与主梁的连接形式对主拱圈内力的影响,主要的研究内容如下:(1)探讨拱上立柱与主梁的连接形式。原设计中采用梁柱固结或是活动支座两种连接方式。沿用原设计思路并根据对称原则布置活动支座,按照不同的活动支座数量和布置位置采用有限元软件Midas Civil建立了7个不同的模型。(2)探讨钢筋混凝土拱桥在静力荷载作用下,拱上立柱与主梁的连接形式对主拱圈内力的影响。本文根据相关规范和拱桥的实际受力情况,一共设置了两种内力组合,并分析了两种内力组合结果的差别。得出钢筋混凝土拱桥在静力荷载作用下,活动支座的布置方式对主拱圈的轴力、横向剪力、竖向剪力、面内弯矩以及面外弯矩的各种影响规律。(3)探讨拱桥在地震作用下,拱上立柱与主梁的连接方式对主拱圈内力的影响。采用目前主流的两种抗震设计方法(反应谱分析法、动力时程分析法)对拱桥模型进行分析,并研究了抗震分析中的一些关键问题(正确选取特征值分析方法、地震波的选择与调整等)。得出了钢筋混凝土拱桥在地震作用下,活动支座的布置方式对主拱圈内力的影响规律。通过对7个拱桥模型进行数值分析,解决了该实际工程拱上立柱与主梁连接方案比选问题,同时分析了拱桥在进行静力以及动力分析时各类参数的选取方式,总结了拱上立柱与主梁的连接形式对钢筋混凝土拱桥在各类荷载作用下主拱圈内力的影响规律,对以后类似的拱桥在进行拱上立柱与主梁的连接方案设计时具有指导意义。
【图文】：

西华大学硕士学位论文2 拱桥模型及静力分析2.1 背景工程简介2.1.1 拱桥的场地及整体布置背景工程为一座上承式钢筋混凝土拱桥，桥址位于雷波县巴姑乡，是改建铁路成都至昆明线中的一座。《铁路工程抗震设计规范》（GB 50111-2006）[41]4.0.1 中规定，场地类别的划分应根据场地计算深度内土层等效剪切波速 V 的大小来划分，一共可以划分为四类，Ⅰ类场地，V＞500；Ⅱ类场地，500≥V＞250；Ⅲ类场地，250≥V＞150；Ⅳ类场地，150≥V。场地的地质条件如图 2.1。根据地质条件，本文背景工程所在桥址场地类型为Ⅱ类。

图 2.2 拱桥整体布置图Figure 2.2 Arch Bridge Overall Layout2.1.2 拱桥构件的材料及尺寸主拱圈和主梁采用 C50 混凝土，桥墩采用 C40 混凝土。主拱圈采用挂篮悬灌法施工，单侧为一个支架现浇段和 10 个悬灌段，跨中设置合拢段。梁部采用满堂支架法现浇施工。墩台基础都采用常规方法施工。二期恒载合计为 220.73KN/m。1.主拱圈采用等高度单箱双室截面，箱高 2.4m，，箱宽 8m，顶底板厚度 0.35-0.4m，内腹板厚度 0.35～0.4m，但在建立模型时将带横隔板的箱型截面视作实心矩形截面。主拱圈截面如图 2.3～2.4。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U448.22

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本文编号：2612687