原文传递
FRP管混凝土悬带拱桥试设计研究
| 论文题名： | FRP管混凝土悬带拱桥试设计研究 |
| 关键词： | 悬带拱桥;FRP管混凝土;受力分析;有限元模型;结构设计;力学特性 |
| 摘要： | 本项目以一座已建钢管混凝土悬带拱桥为工程背景，进行 FRP管混凝土悬带拱桥的试设计。通过用FRP管代替钢管解决了钢材的锈蚀问题，延长了桥梁的使用寿命，提高了桥梁在使用一定时间后的结构可靠性，减少了桥梁的后期维护费用，具有很好的经济效益。FRP管混凝土拱桥的构件可以在工厂预制后运送到现场组装，可以大量的节省施工时间，减少对横跨道路的影响。FRP具有的比强度高的特性，同体积的FRP管重量只有钢管的15％-27%，在施工中只需使用小型机械就可以把FRP管吊装到位，为施工带来了巨大的方便。为了解FRP管混凝土悬带拱桥的力学特性和计算方法，本文开展了该桥型的设计计算、验算和参数分析，并且将FRP管混凝土悬带拱桥和钢管混凝土悬带拱桥进行对比研究。主要研究成果有： （1）以钢管混凝土悬带拱桥为背景工程，进行FRP管混凝土悬带拱桥设计与计算分析。建立了FRP管混凝土悬带拱桥的有限元模型；并对FRP管混凝土悬带拱桥施工阶段和成桥阶段的受力进行了分析；参照国内外规范规程对FRP管混凝土悬带拱桥的主要构件或结构进行了验算。验算结果表明，试设计桥梁的受力性能均满足规范要求。 （2）对FRP管混凝土悬带拱桥和钢管混凝土悬带拱桥的施工方法、结构受力、经济性、动力特性进行比较。通过比较可知：FRP管混凝土悬带拱桥的施工比钢管混凝土悬带拱桥更加简便；FRP管混凝土悬带拱桥的内力在施工阶段和正常使用阶段均比钢管混凝土悬带拱桥大大减小。在悬带施工完成阶段FRP管混凝土悬带拱桥的拱肋最大轴力仅为钢管混凝土悬带拱桥拱肋轴力的59.14%，悬带拉力仅为钢管混凝土悬带拱桥的40.91%。在正常使用阶段FRP管混凝土悬带拱桥的拱肋最大轴力仅为钢管混凝土悬带拱桥的69.81%，悬带拉力仅为钢管混凝土悬带拱桥的34.78%。 （3）对FRP管混凝土悬带拱桥进行结构设计参数分析。计算结果表明：当矢跨比在0.10~0.15区间时，FRP管混凝土悬带拱桥的拱脚水平推力、拱脚轴力和悬带轴力呈快速减小趋势，矢跨比在0.15~0.25区间时，各内力继续减小，减小趋势变缓；随着矢跨比的增大拱肋最大位移减小，悬带最大位移增大，自振频率减小；矢跨比小于0.20时一阶自振频率大于3.00Hz。主拱肋外倾角从20°增大至40°时，FRP管混凝土悬带拱桥的拱脚轴力、悬带轴力、拱脚水平推力和拱肋和悬带最大竖向位移均增大。随着径厚比的增大，FRP管混凝土的抗压、抗弯承载力均减小，但对一阶竖向自振频率影响不大。采用100mm的FRP桥面板即可满足人行桥的受力要求。 |
| 作者： | 叶树华 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 盛叶;黄文金;王远洋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 福建农林大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
