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钢管脱空对钢管混凝土构件及拱桥静力性能影响研究
| 论文题名： | 钢管脱空对钢管混凝土构件及拱桥静力性能影响研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;钢管混凝土构件;钢管脱空;静力性能 |
| 摘要： | 钢管混凝土因其承载力大、重量轻、抗震性能突出、塑性和延性性能好、施工方便等优点，在高层建筑、地铁立柱、大跨度拱桥中得以广泛应用。然而，钢管混凝土结构在工程实践中也暴露出了一些问题，尤其是管内混凝土的脱空问题。虽然国内已经开展过脱空构件的试验和理论研究，但针对钢管混凝土拱桥管内混凝土脱空引起的拱肋刚度、极限承载力影响研究很少。为此，本文针对脱空对钢管混凝土构件及钢管混凝土拱桥的静力性能影响展开研究，主要研究内容如下： （1）基于“弹模折减法”，建立起包含管内混凝土脱空在内的统一实体模型，通过折减弹性模量模拟混凝土脱空部分。结合国内已经开展的脱空钢管混凝土构件偏心受压试验结果，开展脱空构件的实体模型分析，给出模拟混凝土脱空的弹性模量折减系数建议值。 （2）基于ANSYS程序建立轴心受压和偏心受压的实体模型，针对不同管径、含钢率、偏心距的钢管混凝土构件，开展在不同脱空率下的钢管混凝土构件静力性能的影响研究，分析脱空状态下不同管径、含钢率、偏心距的构件变形趋势、延性、承载力及偏心方向与脱空对承载能力影响规律，通过回归分析得到脱空率与管径、含钢率、偏心距所对应的构件承载力折减系数计算公式。 （3）针对中、下承式钢管混凝土拱桥吊杆横联管内混凝土不宜灌注密实的情况，建立ANSYS精细化模型，开展不同脱空率工况下的吊杆横联管受力状况研究，分析脱空对吊杆横联管的延性、荷载-位移曲线、荷载-应力曲线、应力状态影响规律。 （4）选取一座主跨457.6m的中承式钢管混凝土拱桥，采用ANSYS程序建立全桥分析模型，结合工程实际，将混凝土脱空范围选择在L/4~拱顶区段，分析不同脱空率、脱空位置、布载方式、含钢率等因素对拱肋刚度及极限承载力的影响。 |
| 作者： | 刘志伟 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 秦煜;周水兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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