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大跨度钢桁架拱桥施工误差敏感性分析
| 论文题名： | 大跨度钢桁架拱桥施工误差敏感性分析 |
| 关键词： | 钢桁架拱桥;施工误差;拱肋线形;拱肋应力;敏感性分析 |
| 摘要： | 钢桁架拱桥具有外形美观、跨越能力大、承载能力高等优点，因而在大跨度桥梁的设计中成为一种竞争能力非常强的桥型。为提高大跨度钢桁架拱桥的施工质量，保证施工过程中的结构安全，本文以跨径组合为70m+240m+70m的苏岭山大桥主桥为工程背景，采用有限元程序MIDAS Civil建立有限元模型，研究了结构自重、刚度、温度和拼装角度误差对该桥不同施工过程中的拱肋线形和结构受力的影响。本文所做的主要工作如下： (1)建立大跨度钢桁架拱桥设计理想状态计算模型，模拟了施工过程及边界条件变化，探讨了结构自重、刚度、温度和拼装角度误差在计算模型中的实现方法，从而建立了可考虑施工误差影响的结构分析模型。结果表明：通过改变材料容重、弹模、体系升降温和节段拼装角度可以较为合理地模拟实际施工过程中的结构自重、刚度、温度和拼装角度误差；建立了误差分析模型，为后续的施工误差敏感性分析奠定了基础。 (2)将误差分析模型计算出的拱肋各关键截面累积挠度与设计理想状态模型进行对比分析，研究了大跨度钢桁架拱桥拱肋最大悬臂状态、拱肋合龙状态和成桥状态下的不同类型施工误差对拱肋线形的影响程度大小和拱肋线形敏感截面位置。结果表明：这三种状态下的拱肋不同关键截面累积挠度对同种施工误差的敏感性不同；在不同的施工状态下，对施工误差最敏感的截面位置不同，其中，最大悬臂状态和成桥状态下最敏感的截面位置主要在3/8L处，而合龙状态下最敏感的截面位置主要在1/2L处；这三种状态下拱肋线形均对拼装角度最敏感，对结构自重和温度比较敏感，对结构刚度敏感性较低。 (3)将误差分析模型计算出的拱肋各关键截面应力与设计理想状态模型进行对比分析，研究了大跨度钢桁架拱桥拱肋最大悬臂状态、拱肋合龙状态和成桥状态下的不同类型施工误差对拱肋应力的影响程度大小和拱肋应力敏感截面位置。结果表明：这三种状态下的拱肋不同截面应力变化对同种类型施工误差的敏感性不同；不同状态下，拱肋上、下弦杆应力对施工误差最敏感的主要截面位置不同，最大悬臂状态和拱肋合龙状态下最敏感的截面位置主要在1/8L处，而成桥状态下最敏感的截面位置在拱脚和1/2处；这三种状态下的拱肋应力均对结构自重较为敏感，而对结构刚度的敏感性较低，拼装角度对拱肋最大悬臂状态和拱肋合龙状态的拱肋应力影响较小，而对成桥状态的拱肋应力影响较大；结构温度对拱肋最大悬臂状态和拱肋合龙状态的拱肋应力影响较大，而对成桥状态的拱肋应力影响较小。 |
| 作者： | 胡杰 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 康俊涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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