下承式钢管混凝土系杆拱桥索力研究及稳定性分析
发布时间：2020-12-25 21:56
随着我国基础设施建设的不断发展,钢管混凝土系杆拱桥以其优美的外观,跨越能力强,对基础要求低等特点在桥型选择中脱颖而出。钢管混凝土系杆拱桥属于梁拱组合体系,外部静定内部高次超静定结构,张拉吊杆过程中,吊杆索力之间相互影响,随张拉方案而异,桥梁结构受力不同,所以对该类桥梁施工中吊杆索力的研究具有较大的实际意义。本文首先通过查阅国内外相关文献资料,总结陈述斜拉桥的索力计算理论和方法,为系杆拱桥的吊杆索力优化计算做理论基础。以某60m下承式钢管混凝土系杆拱桥为例,运用Midas/Civil软件建立了有限元模型,模拟桥梁的施工阶段,对成桥吊杆力和施工阶段初始张拉力进行计算。借鉴斜拉桥计算成桥索力的方法,逐一计算系杆拱桥的成桥索力,根据弯矩以及位移等因素排除不适用于该桥的计算方法,确立合理的成桥索力,然后通过倒退-正装分析法在多种吊杆张拉顺序下确立一次张拉下的施工初始张拉力,多次迭代过程大幅度减小收缩徐变和几何非线性的影响,使得在初始张拉力作用下得到的成桥索力更接近合理的成桥索力,同时计算得到实际张拉方案下拱肋核心混凝土和钢管应力满足材料要求。在结构稳定性分析理论的基础上,对该桥的施工阶段和成桥运...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
加尔道输水桥
昆明理工大学硕士学位论文2来越多。拱桥结构也进行不断优化，朝着轻型结构的趋势发展，在原有的上承式石拱桥形式的基础之上，创造出新形式的拱桥。拱桥的拱圈将原有的板拱形式发展成为分离式肋拱，桥面采用梁式结构，两者之间通过立柱连接，桥面系位于拱肋之上(即为上承式)，或通过吊杆悬挂于拱肋下(即为下承式)。当地形地势或桥梁建筑高度等因素限制无法建造上述形式的桥梁，还可考虑中承式拱桥。图1.1加尔道输水桥图1.2赵州桥
第一章绪论3图1.3山西晋城丹河大桥早期的桥梁结构形式单一，结构受力明确、造型简约清晰，主要是以梁、拱、吊桥梁结构形式居多。随着科学技术的不断发展，材料种类的不断革新，通过将各种材料与结构形式经过优化对比和组合的研究与实践，使得桥梁结构朝着更加实用、多样化的方向发展，各种结构体系之间的组合也更加成熟合理。随着各种工程对于材料的实验和实践应用，工程师对于材料性能有了更加深刻的了解，种种对于材料的实践经验的积累及再认识，使得工程师在单一桥梁形式的基础之上，发展了一种新的桥梁结构体系-梁拱组合结构体系[6]。梁拱组合结构体系通常是将两种或者多种基本结构(如梁、拱、板、杆等)组合而成，对比单一的结构体系(如梁、拱、板、杆等)，其力学性能和材料特性往往更优。梁拱组合体系主要的特点就是充分发挥简单体系各自的特点以及组合体系的优良性能，拱肋主要以承压为主，梁结构以承受弯矩为主，两者结合起来共同承担荷载，使得梁拱体系桥梁达到节约材料或对地基条件要求降低的设计目的[7]。对于拱桥来说地基条件要求会比较高，为避免拱脚水平推力导致较大水平位移，在拱肋之间设置可以承受拱端部水平推力的系杆，使拱端部支座位置的水平推力为0，这类拱桥为系杆拱桥。梁主要承受弯矩，拱主要承受压力，系杆拱桥将两者结合起来，充分发挥其优势特性，不仅提高结构整体的承载力，同时也达到了节省材料效果。相较于其他形式桥梁，系杆拱桥是一种外部静定的无推力或少推力拱桥，同时具备拱桥跨越能力强和简支梁桥对地基条件要求低的两大优势，所以当限制桥面高程而桥下又需要保证足够净空，或当桥台位置地质条件较差，同时需要保证较大的跨越能力时，下承式系杆拱桥是比较适合的的选择；从内部结构来看，系杆力可以
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢管混凝土拱桥吊杆张拉方案优化研究[J]. 傅金龙,黄天立. 桥梁建设. 2016(04)
[2]刚性系杆拱桥成桥吊杆索力优化方法的适用性研究[J]. 傅金龙,黄天立. 铁道科学与工程学报. 2014(04)
[3]基于能量法的系杆拱桥最优吊杆内力的确定[J]. 刘钊. 工程力学. 2009(08)
[4]确定系杆拱桥吊杆力的刚性连续梁法算法[J]. 盛兴旺,李松报. 铁道科学与工程学报. 2009(03)
[5]基于影响矩阵的系杆拱桥合理成桥吊杆索力确定[J]. 李洪波,马玉全,于天龙. 科学技术与工程. 2009(10)
[6]分阶段施工桥梁的无应力状态控制法[J]. 秦顺全. 桥梁建设. 2008(01)
[7]上海市黄浦江卢浦大桥设计[J]. 林元培,章曾焕,马骉,周良. 预应力技术. 2007(06)
[8]网拱应用综述[J]. 董桔灿,陈宝春,高婧. 中外公路. 2007(01)
[9]大跨度上承式钢管混凝土拱桥的稳定性分析[J]. 赵河清,徐亮,杨惠林,刘世忠. 公路交通科技. 2006(11)
[10]网状系杆拱桥——一种经济美观的桥型[J]. 林英,何承珩,任淑琰,吕寅龙. 结构工程师. 2006(05)
博士论文
[1]基于影响矩阵的大跨桥梁合理成桥状态与施工控制研究[D]. 杨俊.武汉理工大学 2008
[2]中（下）承式系杆拱桥有限元分析与施工监控[D]. 钟轶峰.重庆大学 2006
[3]斜拉桥合理设计状态确定与施工控制[D]. 颜东煌.湖南大学 2001
硕士论文
[1]下承式钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力优化[D]. 李剑锋.兰州交通大学 2018
[2]下承式钢管混凝土系杆拱桥索力分析及稳定性研究[D]. 包永泉.兰州交通大学 2018
[3]钢箱系杆拱桥柔性吊杆的参数识别及索力优化[D]. 张锦凯.长安大学 2017
[4]铁路提篮拱桥设计参数及构造敏感性分析研究[D]. 杨勇.西南交通大学 2017
[5]下承式钢管混凝土系杆拱桥索力分析与施工控制[D]. 李朝龙.石家庄铁道大学 2016
[6]钢管混凝土拱梁组合体系桥系杆与拱刚度值确定的研究[D]. 黄夏雨.重庆交通大学 2014
[7]钢管混凝土系杆拱桥吊杆张拉控制与优化研究[D]. 徐治华.长安大学 2014
[8]确定系杆拱桥合理吊杆索力的方法及其应用[D]. 张燕青.浙江大学 2014
[9]大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性分析[D]. 邢雯芳.长沙理工大学 2013
[10]飞燕式钢管混凝土拱桥稳定性分析[D]. 田路.武汉理工大学 2011
本文编号：2938456
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
加尔道输水桥
昆明理工大学硕士学位论文2来越多。拱桥结构也进行不断优化，朝着轻型结构的趋势发展，在原有的上承式石拱桥形式的基础之上，创造出新形式的拱桥。拱桥的拱圈将原有的板拱形式发展成为分离式肋拱，桥面采用梁式结构，两者之间通过立柱连接，桥面系位于拱肋之上(即为上承式)，或通过吊杆悬挂于拱肋下(即为下承式)。当地形地势或桥梁建筑高度等因素限制无法建造上述形式的桥梁，还可考虑中承式拱桥。图1.1加尔道输水桥图1.2赵州桥
第一章绪论3图1.3山西晋城丹河大桥早期的桥梁结构形式单一，结构受力明确、造型简约清晰，主要是以梁、拱、吊桥梁结构形式居多。随着科学技术的不断发展，材料种类的不断革新，通过将各种材料与结构形式经过优化对比和组合的研究与实践，使得桥梁结构朝着更加实用、多样化的方向发展，各种结构体系之间的组合也更加成熟合理。随着各种工程对于材料的实验和实践应用，工程师对于材料性能有了更加深刻的了解，种种对于材料的实践经验的积累及再认识，使得工程师在单一桥梁形式的基础之上，发展了一种新的桥梁结构体系-梁拱组合结构体系[6]。梁拱组合结构体系通常是将两种或者多种基本结构(如梁、拱、板、杆等)组合而成，对比单一的结构体系(如梁、拱、板、杆等)，其力学性能和材料特性往往更优。梁拱组合体系主要的特点就是充分发挥简单体系各自的特点以及组合体系的优良性能，拱肋主要以承压为主，梁结构以承受弯矩为主，两者结合起来共同承担荷载，使得梁拱体系桥梁达到节约材料或对地基条件要求降低的设计目的[7]。对于拱桥来说地基条件要求会比较高，为避免拱脚水平推力导致较大水平位移，在拱肋之间设置可以承受拱端部水平推力的系杆，使拱端部支座位置的水平推力为0，这类拱桥为系杆拱桥。梁主要承受弯矩，拱主要承受压力，系杆拱桥将两者结合起来，充分发挥其优势特性，不仅提高结构整体的承载力，同时也达到了节省材料效果。相较于其他形式桥梁，系杆拱桥是一种外部静定的无推力或少推力拱桥，同时具备拱桥跨越能力强和简支梁桥对地基条件要求低的两大优势，所以当限制桥面高程而桥下又需要保证足够净空，或当桥台位置地质条件较差，同时需要保证较大的跨越能力时，下承式系杆拱桥是比较适合的的选择；从内部结构来看，系杆力可以
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢管混凝土拱桥吊杆张拉方案优化研究[J]. 傅金龙,黄天立. 桥梁建设. 2016(04)
[2]刚性系杆拱桥成桥吊杆索力优化方法的适用性研究[J]. 傅金龙,黄天立. 铁道科学与工程学报. 2014(04)
[3]基于能量法的系杆拱桥最优吊杆内力的确定[J]. 刘钊. 工程力学. 2009(08)
[4]确定系杆拱桥吊杆力的刚性连续梁法算法[J]. 盛兴旺,李松报. 铁道科学与工程学报. 2009(03)
[5]基于影响矩阵的系杆拱桥合理成桥吊杆索力确定[J]. 李洪波,马玉全,于天龙. 科学技术与工程. 2009(10)
[6]分阶段施工桥梁的无应力状态控制法[J]. 秦顺全. 桥梁建设. 2008(01)
[7]上海市黄浦江卢浦大桥设计[J]. 林元培,章曾焕,马骉,周良. 预应力技术. 2007(06)
[8]网拱应用综述[J]. 董桔灿,陈宝春,高婧. 中外公路. 2007(01)
[9]大跨度上承式钢管混凝土拱桥的稳定性分析[J]. 赵河清,徐亮,杨惠林,刘世忠. 公路交通科技. 2006(11)
[10]网状系杆拱桥——一种经济美观的桥型[J]. 林英,何承珩,任淑琰,吕寅龙. 结构工程师. 2006(05)
博士论文
[1]基于影响矩阵的大跨桥梁合理成桥状态与施工控制研究[D]. 杨俊.武汉理工大学 2008
[2]中（下）承式系杆拱桥有限元分析与施工监控[D]. 钟轶峰.重庆大学 2006
[3]斜拉桥合理设计状态确定与施工控制[D]. 颜东煌.湖南大学 2001
硕士论文
[1]下承式钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力优化[D]. 李剑锋.兰州交通大学 2018
[2]下承式钢管混凝土系杆拱桥索力分析及稳定性研究[D]. 包永泉.兰州交通大学 2018
[3]钢箱系杆拱桥柔性吊杆的参数识别及索力优化[D]. 张锦凯.长安大学 2017
[4]铁路提篮拱桥设计参数及构造敏感性分析研究[D]. 杨勇.西南交通大学 2017
[5]下承式钢管混凝土系杆拱桥索力分析与施工控制[D]. 李朝龙.石家庄铁道大学 2016
[6]钢管混凝土拱梁组合体系桥系杆与拱刚度值确定的研究[D]. 黄夏雨.重庆交通大学 2014
[7]钢管混凝土系杆拱桥吊杆张拉控制与优化研究[D]. 徐治华.长安大学 2014
[8]确定系杆拱桥合理吊杆索力的方法及其应用[D]. 张燕青.浙江大学 2014
[9]大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性分析[D]. 邢雯芳.长沙理工大学 2013
[10]飞燕式钢管混凝土拱桥稳定性分析[D]. 田路.武汉理工大学 2011
本文编号：2938456
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