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温岭市跃进桥方案设计与结构优化分析研究
| 论文题名： | 温岭市跃进桥方案设计与结构优化分析研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;有限元分析;优化设计;静动力分析 |
| 摘要： | 随着经济发展，交通压力增大，为了满足交通需要，城市道路路幅越来越宽，宽跨比也越来越大，部分桥梁宽跨比甚至超过1。与此同时，大众对作为公共建筑物的桥梁的美学提出越来越高的要求，拱桥由于其造型多变，具有独特的美学价值及相比斜拉桥、悬索桥等景观桥而言较为经济，在方案设计中常常被选中。 本文以跃进桥改建工程作为研究背景进行了方案设计，然后重点对实施方案，即钢管混凝土拱桥进行优化设计分析。在优化设计分析中通过Midas Civil2013软件对此拱桥建立了仅含上部结构的有限元模型和包含下部结构的整体有限元模型，比较了两种建模方法的优缺点，对两种模型的计算进行了比较分析，对包含下部结构的整体有限元模型讨论了m值选取对其计算结果的影响;分析比较了按照不同国家规范的考虑剪力滞效应翼缘有效宽度计算;然后，在含下部结构的整体模型的基础上分别构建了多个静力计算模型，分析了钢箱梁刚度、钢管壁厚、吊杆初张力、次拱初张力对桥梁关键构件的内力和变形的影响;最后，通过改变钢管壁厚、拱肋倾角等因素对拱的稳定系数及全桥动力特性进行了分析比较。 研究结果表明，在初步设计阶段为节约机时可采用仅含上部结构的有限元分析模型，而在施工图设计阶段宜采用含下部结构的整体有限元分析模型进行各项计算和验算;比较欧洲规范与中国规范（征求意见稿）所计算出的跃进桥钢箱梁的翼缘有效宽度，欧洲规范计算结果更偏于安全;次拱对全桥的稳定有很大的贡献，同时，其张拉力的大小对桩顶位移、拱脚钢管内混凝土拉应力及拱顶横桥向位移均有较大的影响，因此是全桥中关键构件，应留有足够的安全度;另外，就次拱初张力取值提出了建议;吊杆、钢箱梁的刚度、钢管壁厚都在不同程度上影响全桥的内力和位移。钢管壁厚、拱肋倾角极大地影响全桥的稳定性和动力特性。 本文基于既有有限元软件对这类大宽跨比钢管混凝土拱桥进行了静、动力分析，其研究成果为后续的施工图设计或修改提供了改进依据，同时也对类似桥梁的设计具有一定的工程参考价值。 |
| 作者： | 沈昕 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 施颖;詹小丽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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