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HTY不对称斜交中承式钢管拱桥的变形和受力状态研究
| 论文题名： | HTY不对称斜交中承式钢管拱桥的变形和受力状态研究 |
| 关键词： | 钢管拱桥;受力状态;变形机理;有限元分析;空间梁格法 |
| 摘要： | HTY桥是一座1-90m不对称斜交中承式钢管拱桥。该桥两片拱肋在顺桥向错位15.4m，拱肋及其吊杆顺桥向和横桥向都不对称。全桥共有四排支座，每排两个，中支座处两个支座的连线与梁体轴线斜交成43°，梁体纵向为飘浮体系。该桥的结构形式和受力状态都很复杂。本文对该桥的施工过程和成桥状态的变形和受力状态进行了有限元分析，并对竖直、倾斜两种吊杆体系在活载作用下的受力性能进行了研究，主要工作和成果如下: 1、针对HTY桥的结构构造特点，对该桥的有限元模拟方法进行了研究。采用空间梁格法模拟纵横梁体系，对拱肋钢管和拱脚混凝土采用空间直梁单元模拟。 2、研究给出了恒载作用下每片拱肋的吊杆力。由于拱肋顺桥向和横桥向都不对称，单片拱肋吊杆顺桥向水平分力难以平衡。由本文给出的两片拱肋吊杆力作用于飘浮梁体顺桥向水平分力合力基本为零，单片拱肋吊杆作用于梁体顺桥向不平衡力较小，两片拱肋吊杆反方向的水平分力对梁体所形成的不平衡力矩也较小，可由支座横桥向的水平反力来平衡。 3、优化了施工过程，研究了恒载和最不利活载作用下的变形和受力状态。结果表明:施工过程中只在支架拆除前张拉吊杆和支架拆除前、后各张拉一次，桥梁的受力都是安全的;主力组合作用下，桥梁的强度和刚度满足要求。 4、计算分析了HTY桥在附加力作用下的变形和受力状态。结果表明:温度荷载在主梁中引起的变形和应力与最不利活载作用下的相当;风荷载引起的拱顶横桥向水平位移最大为48.6mm;支座不均匀沉降5mm对全桥的变形和受力状态影响较小。主力和附加力组合作用下桥梁的受力状态良好。 5、对采用竖直吊杆体系和倾斜吊杆体系两种情况在活载作用下的变形和受力性能进行对比研究，结果表明:两种吊杆体系主梁的内力和挠度差别较小，但倾斜吊杆体系拱肋的内力峰值和挠度较竖直吊杆体系的小。 本文的研究成果为HTY桥设计提供了依据，对其他同类桥梁也有参考价值。 |
| 作者： | 毛远文 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张晔芝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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