郑焦城际122m系杆拱桥施工过程有限元仿真分析
本文选题:钢管混凝土系杆拱 + 静力分析 ; 参考:《兰州交通大学》2014年硕士论文
【摘要】:近年来钢管混凝土系杆拱桥以其独特的组合结构形式,具有优美的外观美学,很好地发挥了材料的性能,满足了桥梁大跨度的实际需求,拥有合理的工程造价在我国已有快速的发展和广泛的应用。在快速发展和广泛应用的同时,为保证施工过程中的安全和长期运营中的安全,对桥梁结构的静力分析、地震反应分析和复杂关键局部的分析越来越有必要。 论文以郑焦城际铁路黄河大桥跨黄河大堤122米钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,利用桥梁专业分析软件MIDAS/CIVIL建立桥梁上部结构的平面杆系模型和三维杆系模型,借助桥梁专业软件MIDAS/FEA建立桥梁上部结构的实体单元模型,本桥梁划分为28个施工阶段,选取其中重要施工阶段进行各典型截面的位移和应力结果的分析,理论计算指导施工进行,对比分析施工实测值与理论计算和不同建模方法对结果产生的不同。结果表明,施工阶段杆系模型和实体单元模型的应力值比实测值略大,而成桥后与实测值基本一致。 利用已建立的三维杆系单元模型和实体单元模型对桥梁进行动力分析,对比分析两种不同建模对结构自振周期和自振频率产生的不同结果。根据结构动力学原理、抗震原理和《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006,2009年修正版)分别对两种模型进行地震反应谱分析和地震时程分析。通过分析选取了合适的计算方法。按顺桥向独立输入工况、横桥向独立输入工况、竖向独立输入工况、顺桥向+竖向组合工况和横桥向+竖向组合工况五种工况进行分析,综合本桥梁结构的各典型截面的位移和应力进行分析,尝试得出一些有益性结论,对比分析不同建模方法的地震反应的区别。结果表明在地震反应分析中,地震反应谱分析产生最大的竖向位移比地震时程分析略大,而横向位移和纵向位移,地震时程分析的结果要显著。在钢管混凝土系杆拱的上部结构中拱顶是相对最薄弱的部位,拱脚的应力是结构体系中受力最不利的。 用桥梁专业软件MIDAS/FEA建立拱脚局部模型,按照六面体单元进行网格划分,选取两种不同的工况进行分析,对位移和应力结果进行总结。结果显示了拱脚混凝土在没有竖向预应力约束下的位移和应力云图,在系梁与拱脚混凝土的接连部位出现不利情况。
[Abstract]:In recent years, Concrete-filled Steel Tubular tied Arch Bridge (CFST), with its unique composite structure form, has beautiful aesthetic appearance, exerts the performance of material well, and meets the actual demand of long span of bridge. Has the reasonable project cost in our country already has the fast development and the widespread application. With the rapid development and wide application, in order to ensure the safety in the construction process and the long-term operation, it is more and more necessary to analyze the static force, seismic response and complex key parts of the bridge structure. Taking the 122-meter concrete-filled steel tube tied arch bridge across the Yellow River embankment of Zhengjiao Intercity Railway as the engineering background, the plane bar model and three-dimensional bar system model of the superstructure of the bridge are established by using the bridge professional analysis software MIDAS/CIVIL. The solid element model of the superstructure of the bridge is established with the help of the bridge professional software MIDAS/FEA. The bridge is divided into 28 construction stages, and the displacement and stress results of each typical section are analyzed in the important construction stage. The theoretical calculation is used to guide the construction, and the differences between the measured values of construction and the results of theoretical calculation and different modeling methods are analyzed. The results show that the stress values of the bar system model and the solid element model are slightly larger than the measured values in the construction stage, and the results are basically consistent with the measured values after the completion of the bridge. The dynamic analysis of the bridge is carried out by using the established three-dimensional member element model and the solid element model, and the different results of the two different models for the natural vibration period and frequency of the structure are compared and analyzed. According to the structural dynamics principle, aseismic principle and Seismic Design Code for Railway Engineering (GB50111-2006, revised edition 2009), the seismic response spectrum analysis and seismic time history analysis of the two models are carried out respectively. An appropriate calculation method is selected through analysis. According to the independent input condition of the bridge, the independent input condition of the transverse bridge, the independent input condition of the vertical direction, the vertical combination condition of the straight bridge and the vertical combination condition of the transverse bridge, Based on the analysis of the displacement and stress of each typical section of the bridge structure, some useful conclusions are obtained, and the differences of seismic responses of different modeling methods are compared and analyzed. The results show that the maximum vertical displacement produced by seismic response spectrum analysis is slightly larger than that of seismic time history analysis, and the results of lateral displacement and longitudinal displacement are significant. In the superstructure of concrete-filled steel tubular tie arch, the arch roof is the weakest part, and the stress of arch foot is the most unfavorable in the structure system. The local model of arch foot is established by using bridge professional software MIDAS/FEA. The grid is divided according to hexahedron element and two different working conditions are selected to analyze the results of displacement and stress. The results show that the displacement and stress cloud diagram of arch concrete without vertical prestress constraints is disadvantageous in the joint part of tie beam and arch foot concrete.
【学位授予单位】:兰州交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U445.4;U448.225
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 刘山洪;;系杆拱桥系杆锚下有效索力研究[J];重庆交通学院学报;2007年01期
2 刘春凤;司秀勇;蒋再松;潘慧敏;;钢系杆拱桥结构体系设计参数研究[J];世界桥梁;2008年S1期
3 王兆铭;;系杆拱桥静力断杆性能演变研究[J];山西建筑;2010年03期
4 李毅;韦华;郭忠;陈宝春;项贻强;;基于给定结构寿命的混凝土系杆拱桥设计及养护策略研究[J];城市道桥与防洪;2012年02期
5 杨鹏;侯爽;赵文琴;罗玉强;;系杆拱桥力学特性与稳定性分析[J];硅谷;2013年13期
6 ;我国高铁最大跨度提篮系杆拱桥通过验收[J];建筑技术;2013年09期
7 朱敬;徐锦;;魏庄系杆拱桥设计分析[J];公路交通科技(应用技术版);2013年09期
8 马学起,李逊泉;钢筋砼系杆拱桥施工工艺及要点分析[J];山东交通科技;2000年04期
9 刘钊,李丰群,施大震;刚架式系杆拱桥施工过程结构稳定性分析[J];中国市政工程;2004年01期
10 金成棣;;预应力混凝土系杆拱桥的设计与施工[J];上海公路;2006年01期
相关会议论文 前10条
1 李慧君;;某系杆拱桥检测与评估[A];第二届全国工程结构抗震加固改造技术交流会论文集[C];2010年
2 王文君;;系杆拱桥拆除施工技术探讨[A];全国城市公路学会第十九次学术年会论文集[C];2010年
3 冯玉祥;;系杆拱桥线型控制与监测技术研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C];2010年
4 孙传智;李爱群;缪长青;焦常科;;异型柔性系杆拱桥健康监测系统设计研究[A];数学·力学·物理学·高新技术交叉研究进展——2010(13)卷[C];2010年
5 王猛;薛建刚;;预应力钢筋混凝土系杆拱桥拆除施工技术[A];江苏省公路学会优秀论文集(2006-2008)[C];2009年
6 刘世忠;;新城系杆拱桥模型试验研究[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
7 蔺鹏臻;宁贵霞;刘凤奎;张元海;;叠合系杆拱桥的施工及稳定分析[A];首届全国钢结构施工技术交流会论文集[C];2006年
8 彭思;李丽君;;开平大桥单拱面预应力混凝土系杆拱桥的设计与计算[A];中国土木工程学会第七届年会暨茅以升诞辰100周年纪念会论文集[C];1995年
9 李庸定;;钢筋混凝土系杆拱桥设计与施工探索[A];中国土木工程学会市政工程专业委员会第一次城市桥梁学术会议论文集[C];1987年
10 贺栓海;胡大琳;;预应力系杆拱桥的设计计算[A];预应力混凝土现况与发展——中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土学会后张预应力混凝土结构委员会第一届第三次学术交流会论文集[C];1992年
相关重要报纸文章 前10条
1 记者 李明靖 通讯员 王梦樵;衡州大道系杆拱桥成功实现首次对接[N];衡阳日报;2013年
2 记者 王立武;世界首座斜靠式系杆拱桥建成[N];中国铁道建筑报;2004年
3 周利 石治荣;安徽跨度最大的系杆拱桥即将建成[N];中华建筑报;2010年
4 通讯员高仕红;世界高速铁路跨度最大的钢箱系杆拱桥[N];中国铁道建筑报;2012年
5 贺颖;中铁四局二公司一技术获国家发明专利[N];中国交通报;2010年
6 记者 叶敏 通讯员 李新平;全省悬挑最大的下承式系杆拱桥在云和建成[N];丽水日报;2006年
7 王成锋 王莹 马国俊;国内跨径最大单支撑面系杆拱桥钻孔桩完工[N];国际商报;2009年
8 本报记者 程霞 来莅 实习生 叶霞;高德港大桥的“惊”与“叹”[N];北海日报;2011年
9 ;“钢筋混凝土异型系杆拱桥技术成果”通过专家评审[N];中华建筑报;2004年
10 本报记者 汪道楷 邓巍;架桥使者 开路先锋[N];中华建筑报;2006年
相关博士学位论文 前4条
1 陈列;高速铁路下承式钢系杆拱桥结构行为研究[D];西南交通大学;2012年
2 李毅;基于城市桥梁集群监测平台的系杆拱桥健康监测研究[D];浙江大学;2010年
3 钟轶峰;中(下)承式系杆拱桥有限元分析与施工监控[D];重庆大学;2006年
4 丁文胜;下承式刚架系杆拱桥的抗震设计方法及试验研究[D];东南大学;2006年
相关硕士学位论文 前10条
1 孟杰;系杆拱桥结构体系研究[D];湖南大学;2002年
2 马强;预应力混凝土系杆拱桥受力特性分析[D];西南交通大学;2005年
3 史春生;混凝土系杆拱桥非线性混合整型变量优化研究[D];中南大学;2012年
4 周育驰;两种不同推力结构的系杆拱桥静力性能对比分析[D];长安大学;2013年
5 赵晨升;钢筋混凝土系杆拱桥结构检测评估与加固技术研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
6 杨伟;混凝土系杆拱桥优化设计方法研究[D];中南大学;2013年
7 姚君芳;永修刚架系杆拱桥动静力特性研究及刚结点局部应力分析[D];中南大学;2009年
8 李鹏;大跨度系杆拱桥动力特性和抗震性能研究[D];东南大学;2005年
9 况永辉;钢筋混凝土系杆拱桥动力特性分析[D];西南交通大学;2007年
10 于雷;混凝土系杆拱桥非线性混合离散变量优化设计[D];中南大学;2011年
,本文编号:1845479
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/1845479.html