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大跨径钢桁拱桥主拱圈及拱上建筑结构形式研究
| 论文题名： | 大跨径钢桁拱桥主拱圈及拱上建筑结构形式研究 |
| 关键词： | 钢桁拱桥;主拱圈;拱上建筑;结构设计;力学性能 |
| 摘要： | 钢桁拱桥具有自重轻、结构造型美观、跨越能力强、施工便捷等优点，主拱圈及拱上建筑结构形式种类繁多。目前国内外对于大跨径钢桁拱桥整体设计、分析和施工的研究较多，但是对于钢桁拱桥各类主拱圈和拱上建筑结构形式的研究还不够完善，不同结构形式对全桥的影响尚不明确。因此，深入研究钢桁拱桥主拱圈及拱上建筑各类结构形式的特点很有必要，成果可为今后大跨径钢桁拱桥的设计选型提供参考。本文以跨径520m的大跨径上承式钢桁拱桥为依托，通过选取不同结构形式的的主拱圈、结构体系、拱上立柱和桥道梁，控制结构设计参数，利用有限元分析软件Midas Civil2021对结构自身以及桥梁的力学性能、材料用量、变形、稳定性和动力性能等进行对比分析，得出了相关结论。 论文开展的主要工作如下： （1）收集国内外大跨径钢拱桥的设计构造和研究现状，总结钢桁拱桥拱圈常用结构形式、拱上建筑的布置及结构形式、受力特点等。 （2）对不同结构形式和结构体系的主拱圈进行研究。主拱圈结构形式主要考虑柏式、华伦式和K式桁架等，主拱圈结构体系主要研究上承式和中承式。通过建立有限元模型，控制结构设计参数，对比分析桥梁在力学性能、变形、材料用量、稳定性和动力特性等方面的差异。 （3）对拱上建筑的结构形式进行研究。拱上建筑的设计立应尽量减轻结构自重，又不使荷载过分集中给拱圈受力造成不利影响。立柱形式采用排架式和格构式，遵循控制自重的原则。桥道梁选用钢箱叠合梁、工字钢叠合梁等形式，遵循控制应力的原则。经过多次试设计，确定立柱和桥道梁的各关键设计参数，通过建立有限元模型对比分析，研究各结构形式的特性及其对桥梁的影响。 （4）通过研究大跨径钢桁拱桥主拱圈和拱上建筑结构形式，得出能够指导钢桁拱桥设计选型的有益结论。 |
| 作者： | 何齐家 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王学敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 贵州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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