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原文传递大跨度连续刚构拱组合桥结合部受力行为与锚固区局部应力研究

论文题名：	大跨度连续刚构拱组合桥结合部受力行为与锚固区局部应力研究
关键词：	大跨度连续刚构拱组合桥;梁拱墩结合块;结构受力行为;锚固区局部应力;刚度;三维有限元
摘要：	早期桥梁多是简单的梁、柱、拱、索之类桥式体系，受力明确、造型清晰。但随着科学技术的发展，生产力水平空前提高，桥梁的发展无论从跨越能力提高的速度、结构形式的组合化趋势，还是各种新型材料的应用和合理配置等多方面都有了充分的展现。连续刚构拱组合体系桥充分利用了梁、拱各自桥式的受力优势，优化了结构的受力，节省了工程量，创新了桥梁的外观，是大型公路、铁路桥梁中值得应用与研究的桥式结构。目前有关于连续刚构拱组合桥梁的文献尚不多见，也没有相关文献对其梁拱墩结合部受力行为和锚固区局部应力作过系统深入的分析研究。鉴于以上情况，以宜昌长江大桥为研究背景，系统地开展了大跨度连续刚构拱组合桥结合部受力行为与锚固区局部应力的专项研究。内容主要包括五个部分: 　　1、在收集国内外相关资料和深入分析国内外研究成果的基础上，对大跨度连续刚构拱组合桥的发展与受力特点进行了初步分析，并讨论了其在受力行为研究中存在的问题。以宜万铁路宜昌-万州段新建工程宜昌长江大桥为工程背景，提出了进行大跨度连续刚构拱组合桥结合部受力行为与锚固区局部应力研究的课题。　　2、提出了大跨度连续刚构拱组合桥名义刚度的概念，分析了结构参数对名义刚度的影响，推导出名义刚度理论公式。针对拱梁刚度比的选取及其对结构内力分配的影响进行讨论，分析其对结构内力的影响规律，并得出刚拱柔梁与柔拱刚梁的界定值，为设计人员选取构造参数提供指导。　　3、基于结构试验模型相似理论，进行静力相似原则的分析和推导，确定模型的相似比，采用模型的基本设计原则，设计并完成了边主墩和中主墩梁拱墩结合块模型试验。同时对模型的材料特性进行力学性能测试，给数值分析提供正确的材料参数。通过计算分析确定加载工况，在切实可行的加载方法下，制定加载程序。最后确定测试内容、方法和测点布置方案。　　4、介绍了空间静力分析理论，在选定混凝土、钢筋和钢绞线单元的基础上，结合已有的研究成果，建立了梁拱墩结合块三维有限元分析模型，得到数值分析结果，将数值计算结果与试验结果进行对比分析，得出了顶底板、腹板、拱脚和墩顶混凝土应力分布规律，深入研究了梁拱墩结合块的复杂受力行为。　　5、建立了锚下混凝土局部承压的基本理论，包括对局部受压区的应力状态、局部受压的破坏特征、锚下混凝土局部承压的剪切破坏机理以及局部受压承载力的分析研究，然后对顶底板锚下混凝土应力分布情况进行数值分析。结合宜昌长江大桥的设计，对锚固区局部应力进行了模型试验研究。通过对混凝土应力测试结果的研究以及与数值计算结果的对比分析，得出了锚固区局部应力传递规律，归纳出锚固区裂缝产生的原因，为设计提供依据，对同类型的桥梁设计有一定的参考价值。
作者：	姜军
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	蒲黔辉
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文