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施工缺陷对钢管混凝土拱梁组合体系结构性能的影响研究
| 论文题名： | 施工缺陷对钢管混凝土拱梁组合体系结构性能的影响研究 |
| 关键词： | 施工缺陷;主梁支架沉降;拱脚开裂;钢管混凝土拱梁;桥梁结构 |
| 摘要： | 钢管混凝土拱梁组合体系结构受力合理，造型美观，是我国近年来发展较快的桥型之一。 随着现代交通运输的要求越来越高，在交通运输工程中占有重要地位的拱梁组合体系桥梁的兴建数量不断增加，设计要求也在不断提高。设计不合理，材料质量不合格，施工工艺不完善，地质条件外界环境及人为因素等多方面的原因，使得桥梁结构出现了一些施工缺陷。由施工缺陷引起的主梁支架沉降及拱脚开裂，对于桥梁的结构安全及日后运营会产生很大的影响。因此施工缺陷的研究对钢管混凝土拱梁组合体系具有十分重要的现实意义和研究价值。 本文以某钢管混凝土拱梁组合体系为研究对象，结合实际情况与实测数据，利用有限元软件对其正常状态、施工缺陷状态及优化之后的状态进行有限元模拟，通过应力、位移的变化及承载能力验算的比较，得出施工缺陷对于钢管混凝土拱梁组合体系的影响，提出合理的应对措施并验证其合理性。 根据计算分析可知，主梁沉降会使得系梁底腹板截面拉应力有增大的趋势，使得系梁顶板截面压应力有增大的趋势，使系梁截面的竖向沉降量增加，同时会增加系梁的承载能力使用率，降低结构的安全储备。与正常结构相比，最大应力差为2.9MPa，最大位移差为131.4mm，系梁正截面抗弯承载能力使用率最大增加1.4％，安全储备降低1.2％。可通过箱梁顶面铺筑适当量混凝土来使得桥面趋于设计线形，从而保持桥面行车舒适，结构安全可靠，寿命长久。 拱脚开裂会使拱肋截面应力有减小的趋势，拱肋竖向位移增大，尤其是对于开裂侧的拱肋，同时会增加拱肋承载能力使用率，降低结构安全储备。与正常结构相比，最大应力差为20.9MPa，最大位移差为54.7mm，拱肋控制截面系数最大增加0.294，安全储备降低了10.2％。可通过对开裂拱脚进行加固施工来优化。这样不但可以去除拱脚中不易检测到的裂缝，而且可以增大拱脚截面的面积，提高拱脚的强度和稳定性，使桥梁结构更安全可靠。 在桥梁的施工过程中，我们不仅要严格按照规范要求进行施工，随时控制其结构应力、线形及吊杆张拉力的变化，同时还要精确地掌握每个施工阶段易出现缺陷的关键部位，并了解如何避免此类缺陷。本文的研究成果对于钢管混凝土拱梁组合体系的设计及施工具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 原英杰 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 巫祖烈;张永水 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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