原文传递
钢管混凝土拱桥初应力和脱空问题研究分析
| 论文题名： | 钢管混凝土拱桥初应力和脱空问题研究分析 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;空间有限元模型;脱空现象;动力特性;防治措施;初应力 |
| 摘要： | 钢管混凝土拱桥由于具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能好和经济效果好等优点,是一种发展前景广阔的桥梁结构。随着钢管混凝土技术在桥梁工程中的应用,此种拱桥也暴露出一些问题,初应力和脱空问题就是其中最普遍的问题,这些问题给钢管混凝土拱桥的发展带来了负面的影响,必须对这些问题进行总结分析,采取针对性的措施,才能促进钢管混凝土拱桥的发展,本文针对初应力和脱空对于钢管混凝土拱桥线形变化、稳定性及动力特性的影响,以高阳大桥为工程背景,通过应用大型有限元软件ANSYS,建立各种空间有限元模型来计算分析初应力和脱空问题对拱桥的挠度、稳定性和动力特性的影响,具体内容如下: 1)目前已建及在建的大跨径钢管混凝土拱桥施工多采用无支架吊装法、转体施工法架设空钢管拱肋,合拢后再逐根灌注管内混凝土,在钢管与混凝土共同受力之前,因钢管承受自重和湿混凝土重量,不可避免地会产生初应力,钢管初应力使钢管屈服提前,从而影响到钢管混凝土拱桥的承载力。本文通过建立ANSYS有限元模型考虑初应力对运营阶段的拱桥受力特性的影响,并研究分析了初应力度和含钢率等因素的影响。 2)由于外界荷载、温差、混凝土收缩徐变、施工质量等因素影响,现役的钢管混凝土拱桥存在着不同程度的脱空现象,钢管混凝土拱桥实际的受力性能应该介于完全脱粘与完全粘结之间,本文针对完全脱空和完全粘结两种状态建立两种不同的空间有限元模型,首先对这两种状态下钢管混凝土拱桥进行静力、稳定性及动力分析,得出脱空降低了钢管混凝土拱桥的稳定性和刚度,但脱空对结构的自振特性影响不大,在实际工程中,钢管混凝土拱桥一般都没有达到完全脱空的程度,故本文使用脱空率的概念来描述钢管混凝土拱桥的部分脱空现象,此外脱空问题影响拱桥受力的程度还与含钢率、桁高等因素有关。 最后本文结合分析结果提出目前常用、有效的防治初应力和脱空问题的措施,这些结论为同类桥型设计、施工提供可行的参考和借鉴,同时为钢管混凝土拱桥在运营阶段的健康检测和日常维护提供有效依据。 |
| 作者： | 张波波 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 黄平明;梅葵花 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
