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原文传递中、下承式钢筋混凝土箱型拱桥桥道系稳固性研究

论文题名：	中、下承式钢筋混凝土箱型拱桥桥道系稳固性研究
关键词：	钢筋混凝土箱型拱桥;桥道系;结构稳固性;数值模拟
摘要：	钢筋混凝土箱型拱桥起源于拱桥拱圈轻型化探索的进程之中，以其自身独特的优点被广泛应用，但近年来发生了多起拱桥桥道系结构垮塌的事故，且事故多集中于中、下承式拱桥，表现为吊杆断裂引发桥道系的连续垮塌，属于结构稳固性的研究范畴。目前针对中、下承式钢筋混凝土箱型拱桥桥道系连续垮塌机理的研究不多，桥道系稳固性评价指标尚不完善。本文在总结中、下承式拱桥桥道系垮塌事故的基础上，结合在役箱型拱桥桥道系的结构特点，以某中承式钢筋混凝土箱型拱桥为背景，通过理论计算和数值模拟的方式研究了吊杆断裂下悬吊桥道系连续垮塌的机理，并探讨了悬吊桥道系稳固性的评价方法。　　研究的主要内容及成果如下: 　　(1)总结了拱桥垮塌事故原因，分析了典型悬吊桥道系结构形式　　总结了国内中、下承式拱桥的垮塌事故，分析了垮塌拱桥桥道系的结构特点，结论表明吊杆断裂是引发桥道系连续垮塌的外因，采用横梁受力为主的悬吊式桥道系是垮塌的内因，归纳整理了结构稳固性的理论研究、评价指标和抗连连续倒塌设计规范的发展与现状。　　(2)分析了悬吊桥道系的静、动力性能，研究了吊杆骤断的冲击系数　　针对横梁受力为主的悬吊式桥道系，从静力分析的角度，研究了桥道系结构中横梁、桥面板的受力和变形，得出影响桥道系力学性能的影响因素;从动力分析的角度，研究了吊杆破断对简化桥道系结构的冲击作用，将骤断吊杆模拟为反向等效冲击荷载，应用ABAQUS软件分析了模型边吊杆和中间吊杆不同断裂情况下的动力冲击放大系数β，结论表明β取值在1.5～1.8之间，满足通常假设的桥梁结构β值取为1.5～2.0的范围。　　(3)研究了桥道系结构的破坏指标，提出了桥道系连续垮塌的分析流程　　以吊杆最大允许拉应力作为破断指标，以吊杆横梁间桥面相对位移作为桥面板的垮塌指标，利用ABAQUS软件对实例拱桥的钢筋混凝土桥面板建立精细化模型，分析得出桥面板垮塌前后的桥面相对位移最大值。提出了基于拆除构件法的悬吊式桥道系连续垮塌分析方法，并给出中、下承式钢筋混凝土箱型拱桥桥道系连续垮塌分析流程。　　(4)模拟了吊杆断时桥道系的垮塌过程，分析了桥道系的垮塌机理　　利用ABAQUS瞬态动力分析对实例拱桥进行桥道系垮塌过程模拟，采用拆除构件法分析了不同吊杆断列组合对桥道系中桥面板的位移、应力的影响和对相邻吊杆拉应力的影响。结果表明，单根吊杆断时桥面未发生垮塌，中间长吊杆断对桥面的位移影响较大，短吊杆断对其余吊杆的应力影响较大，且吊杆断裂对相邻吊杆影响最大;同侧相邻两根吊杆同时断裂时会引发桥道系的连续垮塌;同一横梁上下游两根吊杆断时，仅中间长吊杆同时断会引发桥道系的连续垮塌。　　(5)探讨了悬吊桥道系稳固性的评价方法，评价了实例模型的稳固性　　探讨了基于吊杆损伤断裂的中、下承式钢筋混凝土箱型拱桥桥道系稳固性评价方法，通过计算吊杆断裂后桥道系剩余构件的冗余度，将构件冗余度最小值作为桥道系的稳固性指标。对实例拱桥做了稳固性评价，并与实例模型桥道系连续垮塌过程进行比照，结果表明基于结构冗余度的桥道系稳固性评价方法与模拟情况较为吻合。
作者：	夏俊波
专业：	交通运输工程（Ⅰ）
导师：	黄华华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文