下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工阶段力学研究与稳定性分析

发布时间：2017-09-16 03:33

  本文关键词：下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工阶段力学研究与稳定性分析

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【摘要】：近年来,我国对基础设施的投资大力加强,特别是针对高铁等交通设施的建设更是全面支持。随着钢管混凝土技术的日益成熟,各类钢管混凝土拱桥因其自重轻、造型轻盈美观等特点广泛出现在国家的基础交通建设中,同时我国经济的发展和人民生活的需要也促进了拱桥的发展,因此对于拱桥的研究显得尤为重要。本文以某钢管混凝土系杆拱桥为实际工程背景,运用Midas/Civil软件建立有限元模型,模拟实际的施工过程,对其线形、吊杆索力等进行了现场施工控制;并对其稳定性进行了一些研究,包括计算方法和有限元分析方法等理论阐述、稳定性计算和稳定性影响因素分析等。全文主要包括下面四方面内容:(1)介绍了钢管混凝土、钢管混凝土拱桥的一些理论概念、发展现状等,同时对施工控制、稳定性做了简单的阐述;(2)对钢管混凝土拱桥施工控制的计算理论进行了总结分析,运用Midas/Civil软件建立有限元模型,模拟了拱肋压浆、吊杆张拉等施工过程;对实际拱桥的施工进行线形监控、吊杆索力监控,最终完成了对全桥的监控计算,所有成果基本都达到了预期目标,满足设计要求;(3)对钢管混凝土拱桥的稳定理论做了系统的论述,主要包括稳定的求解方法、失稳的判别准则以及对两类稳定问题的有限元分析;(4)在现有理论的基础上,以跨疏港公路64米钢管混凝土系杆拱桥为工程实例,借助有限元模型,对其进行了线性和非线性稳定性分析,并对拱桥的稳定性影响因素进行了探讨,得出了一些比较有意义的结论,对以后同类桥型的设计施工具有极大的指导借鉴意义。
【关键词】：钢管混凝土 系杆拱 有限元 施工控制 稳定性
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.4;U448.225
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 钢管混凝土结构简介10-12
• 1.1.1 钢管混凝土结构的发展概况10
• 1.1.2 钢管混凝土结构的基本性能和分类10-12
• 1.2 钢管混凝土拱桥结构体系12-16
• 1.2.1 钢管混凝土拱桥的定义和分类12-15
• 1.2.2 钢管混凝土系杆拱桥特点15-16
• 1.3 钢管混凝土拱桥的施工控制概述16-17
• 1.3.1 钢管混凝土拱桥施工控制的重要性16
• 1.3.2 钢管混凝土拱桥的施工控制流程16-17
• 1.4 拱桥稳定理论概述17-19
• 1.4.1 系杆拱桥稳定性基本概念与分类17-18
• 1.4.2 系杆拱桥稳定性研究现状18-19
• 1.5 本文的工程背景及研究内容19-22
• 1.5.1 工程背景19-21
• 1.5.2 本文的主要研究内容21-22
• 2 有限元模型以及施工过程的模拟22-31
• 2.1 有限元理论22-24
• 2.1.1 有限元分析基本原理22-23
• 2.1.2 全桥分析理论23-24
• 2.2 全桥有限元模型24-27
• 2.2.1 Midas/Civil模型中的基本假设和简化24-25
• 2.2.2 全桥有限元模型建立25-27
• 2.3 施工过程的模拟27-30
• 2.3.1 拱肋刚度的处理27-29
• 2.3.2 施工阶段模拟29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 3 钢管混凝土拱桥施工控制31-46
• 3.1 施工控制的目的31-32
• 3.2 施工控制的内容32-33
• 3.2.1 监控内容32
• 3.2.2 施工控制过程中的实时测量32-33
• 3.3 施工控制成果33-44
• 3.3.1 施工阶段拱肋的位移变化33-37
• 3.3.2 施工阶段系梁的位移变化37-38
• 3.3.3 施工阶段吊杆力的测试38-44
• 3.4 本章小结44-46
• 4 拱桥稳定性分析理论46-54
• 4.1 概述46-47
• 4.2 失稳问题的求解方法和判定准则47-49
• 4.2.1 失稳问题的求解方法47-48
• 4.2.2 失稳状态的判定准则48-49
• 4.3 稳定问题的有限元分析49-52
• 4.3.1 第一类稳定49-51
• 4.3.2 第二类稳定51-52
• 4.4 本章小结52-54
• 5 钢管混凝土拱桥的稳定性分析54-67
• 5.1 施工阶段稳定性分析54-55
• 5.2 成桥阶段稳定性分析55-59
• 5.2.1 恒载作用下弹性屈曲分析55-57
• 5.2.2 恒载+活载不利布置屈曲分析57-58
• 5.2.3 非线性稳定分析58-59
• 5.3 钢管混凝土拱桥的稳定性影响因素59-66
• 5.3.1 矢跨比对拱桥稳定性的影响59-61
• 5.3.2 横撑形式对拱桥稳定性的影响61-63
• 5.3.3 拱肋刚度对拱桥稳定性的影响63-64
• 5.3.4 吊杆特性对拱桥稳定性的影响64-66
• 5.4 本章小结66-67
• 6 结论与展望67-70
• 6.1 结论67-68
• 6.2 展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-73
• 攻读学位期间的研究成果73

【参考文献】

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本文编号：860661