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钢管混凝土系杆拱桥-现浇支架协同受力研究
| 论文题名： | 钢管混凝土系杆拱桥-现浇支架协同受力研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土系杆拱桥;盘扣式支架;协同受力;弹性地基梁;有限元分析 |
| 摘要： | 钢管混凝土系杆拱桥作为一种刚度大、跨越能力强、造型优美的桥梁结构，在高速铁路、公路及市政桥梁工程中的应用越来越广泛。钢管混凝土系杆拱桥的施工一般采用“先梁后拱”，即先采用支架浇筑混凝土系梁，张拉系梁预应力，然后架设钢管拱肋，灌注拱肋混凝土。临时支架的类型主要包括以盘扣式支架为代表的满堂支架和以贝雷梁支架为代表的梁柱式支架等。在支架的传统设计中，一般要考虑系梁、钢管混凝土、模板及支架的自重和施工机具、人员荷载等，且所有荷载均由支架承担。实际上，系梁在张拉完预应力后，系梁与支架能够协同受力，共同承担后续施加的拱肋支架自重、钢管混凝土自重等荷载。对钢管混凝土系杆拱桥?临时支架的协同受力进行研究可以优化现有的支架设计理论，改进施工方案，降低施工成本。本文主要研究内容如下： （1）基于弹性地基梁理论，推导了集中荷载作用下系梁与盘扣式支架的协同受力计算公式，得到了系梁位移、转角、弯矩和剪力的计算表达式，并通过有限元软件SAP2000对推导结果进行验证。从系梁混凝土强度等级、系梁截面高度、盘扣架布置间距等角度进行计算公式关键参数分析，研究其对协同受力荷载分配的影响。 （2）基于双层弹性地基梁理论，推导了集中荷载作用下系梁与贝雷梁的协同受力计算公式，得到了系梁和贝雷梁的位移、转角、弯矩和剪力的计算表达式，并通过有限元软件SAP2000对推导结果进行验证。从系梁混凝土强度等级、系梁截面高度、盘扣架布置形式、贝雷梁布置形式等角度进行计算公式的关键参数分析，研究参数变化对协同受力荷载分配的影响。 （3）采用Midas/Civil分别建立了系杆拱-盘扣式支架、系杆拱-梁柱式支架的空间有限元协同受力模型，分析了各施工阶段支架的受力和变形；对后期施工荷载作用下盘扣式支架和梁柱式支架的荷载分布规律进行了研究，为临时结构的设计优化提供理论支撑。 |
| 作者： | 王洪梽 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 刘波;刘伯权 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 烟台大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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