三跨自锚式钢管混凝土系杆拱桥的静力和稳定性分析

发布时间：2017-08-31 15:11

  本文关键词：三跨自锚式钢管混凝土系杆拱桥的静力和稳定性分析

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【摘要】：钢管混凝土系杆拱桥具有造型优美、承载力大、跨越能力强等优点,近年来被广泛运用于我国交通建设中。在各类系杆拱桥中,三跨自锚式钢管混凝土系杆拱桥属于中承式刚架系杆拱桥。由于张拉系杆可以平衡主拱所产生的大部分水平推力,系杆拱桥的利用大大降低了平原地区或软基地区拱桥下部与基础的工程量和造价。本文以安徽省某一新建的系杆拱桥为研究对象,做了以下几方面工作：(1)运用Midas/Civil桥梁分析软件建立了全桥的杆系有限元分析模型,分别对该桥施工阶段和成桥运营阶段进行了整体分析,给出了此类桥梁的力学特性,为桥梁的局部位置的有限元分析提供了荷载数据。(2)由于拱脚受力复杂且不具有普遍性,因此有必要对其进行空间应力分析。通过Midas/FEA有限元分析软件建立了该桥拱脚的空间实体模型,定量地得出了拱脚的应力分布情况,找到了拱脚的受力薄弱区域,验证了设计的安全性和合理性。(3)针对该桥梁的四个典型工况,进行了线弹性稳定性分析和几何非线性稳定性分析。结果表明,几何非线性的稳定性低于线弹性稳定性,但两者相差不大。论文还探讨了不同的矢跨比、拱肋刚度以及横撑的布置对该桥稳定系数的影响,可为此类桥梁的稳定性设计提供参考依据。
【关键词】：钢管混凝土 系杆拱桥 拱脚 应力分析 稳定性分析
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;U448.225
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-24
• 1.1 引言16
• 1.2 钢管混凝土技术的应用与发展16-17
• 1.3 钢管混凝土拱桥概述17-21
• 1.3.1 钢管混凝土结构在拱桥上的应用17-18
• 1.3.2 钢管混凝土拱桥的主要形式18-19
• 1.3.3 三跨自锚式钢管混凝土系杆拱桥结构形式及受力特点19-21
• 1.4 国内外研究概况21-23
• 1.5 本文主要研究目的和内容23-24
• 1.5.1 本文研究的目的23
• 1.5.2 本文研究的内容23-24
• 第二章 三跨自锚式钢管混凝土系杆拱桥的静力分析24-42
• 2.1 工程概况24-26
• 2.1.1 结构概况24-25
• 2.1.2 主要技术指标25-26
• 2.1.3 主桥施工概况26
• 2.2 全桥空间杆系有限元模型的建立26-30
• 2.2.1 结构材料26-27
• 2.2.2 拱肋模拟27
• 2.2.3 系杆与吊杆模拟27-28
• 2.2.4 横梁和纵梁模拟28
• 2.2.5 密肋板模拟28
• 2.2.6 荷载取用28-29
• 2.2.7 边界条件模拟29
• 2.2.8 施工阶段划分29
• 2.2.9 模型建立29-30
• 2.3 施工阶段变形计算与分析结果30-32
• 2.4 施工阶段内力结果32-36
• 2.4.1 拱肋内力计算结果与分析32-35
• 2.4.2 吊杆内力计算结果与分析35-36
• 2.5 施工阶段应力结果36-39
• 2.5.1 拱肋应力计算结果与分析36-38
• 2.5.2 吊杆应力计算结果与分析38-39
• 2.6 运营阶段计算结果39-41
• 2.6.1 拱肋应力计算结果与分析39-40
• 2.6.2 吊杆应力计算结果与分析40-41
• 2.7 本章小结41-42
• 第三章 拱脚的空间应力分析42-54
• 3.1 模型概况42-45
• 3.1.1 结构概况42
• 3.1.2 计算范围确定42
• 3.1.3 实体模型建立42-44
• 3.1.4 计算荷载处理44-45
• 3.1.5 边界条件45
• 3.2 数值分析结果45-52
• 3.2.1 位移与变形45-46
• 3.2.2 应力46-52
• 3.3 本章小结52-54
• 第四章 三跨自锚式钢管混凝土系杆拱桥稳定性分析54-69
• 4.1 稳定性分析理论54-57
• 4.1.1 拱桥稳定性概述54-55
• 4.1.2 稳定性求解的有限元方法55-56
• 4.1.3 稳定安全系数56-57
• 4.2 稳定性数值分析57-63
• 4.2.1 计算工况选取57-58
• 4.2.2 弹性稳定计算58-61
• 4.2.3 几何非线性稳定计算61-63
• 4.3 影响稳定安全系数参数分析63-68
• 4.3.1 矢跨比对稳定性的影响63-64
• 4.3.2 拱肋面外抗弯刚度对稳定性的影响64-65
• 4.3.3 横撑对稳定性的影响65-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第五章 结论与展望69-71
• 5.1 结论69-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-73

【参考文献】

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本文编号：766305