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平南三桥施工稳定性及缆风影响分析研究
| 论文题名： | 平南三桥施工稳定性及缆风影响分析研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;稳定性分析;施工阶段 |
| 摘要： | 随着施工技术和材料的发展，钢管混凝土拱桥在大跨桥梁中得到越来越广泛的运用，结构自重轻，长细比大，宽跨比小是该类型桥梁的主要特点。缆索吊装法是大跨度钢管混凝土拱桥主要的施工方法，在整个施工过程中，结构长期处于悬臂状态，稳定性问题突出。本文针对大跨度钢管混凝土拱桥施工稳定性以及缆风影响问题，采用数值分析的方法，以平南三桥为对象进行了研究，主要工作和成果如下： （1）基于平南三桥的设计施工文件和桥梁工程有限元软件MidasCivil，采用双单元材料模型理论进行了建模，计算了各材料的等效参数及模型外荷载，依据拱肋的非对称吊装方案，进行了施工阶段的划分。 （2）对MidasCivil有限元软件实现非线性分析的几种方法进行了比较和论述，采用了Pushover塑性铰功能进行材料非线性分析，对一个试验拱进行了模拟，对比了试验拱实测结果与有限元分析结果，误差均小于5%，结果表明运用Pushover塑性铰进行非线性分析具有足够的准确性。 （3）针对平南三桥施工阶段稳定性问题，选取6个典型工况进行了非线性稳定分析，基于各工况的失稳模态和稳定安全系数，分析了非线性因素对施工稳定性的影响，并对提高各工况的稳定性提出了合理建议。相比于线弹性屈曲的稳定安全系数，几何非线性使稳定安全系数的降低幅度达到3.7%~27.4%，材料非线性使稳定安全系数的降低幅度达到11.9%~40.5%，双重非线性使稳定安全系数的降低幅度达到22.5%~47.9%，结果表明平南三桥施工阶段非线性效应显著，材料非线性的影响大于几何非线性。 （4）针对风荷载下拱肋悬拼和斜拉扣挂施工时的稳定性问题，基于设置缆风的平南三桥有限元模型，研究了风荷载作用下缆风初张力及水平夹角对拱肋稳定性的影响，揭示了缆风初张力及水平夹角与稳定安全系数之间的关系，得到了双重非线性下稳定安全系数与缆风水平夹角间的关系式，并对缆风布置提出了优化建议。在所研究工况下，缆风初张力使得稳定安全系数提升的最大幅度为9.6%，缆风水平夹角使得稳定安全系数提升的最大幅度为112.7%，结果表明缆风对受横风作用的拱肋施工稳定性有明显提升作用，而非线性影响下，线弹性屈曲稳定安全系数下降最大下降幅度为40.2%，缆风的非线性效应会显著影拱肋响稳定性。 |
| 作者： | 邹沐恩 |
| 专业： | 工程(建筑与土木工程 |
| 导师： | 邓年春;韩玉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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