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600m级钢管混凝土劲性骨架主拱圈施工模拟方法研究
| 论文题名： | 600m级钢管混凝土劲性骨架主拱圈施工模拟方法研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土劲性骨架拱桥;拱圈施工;灌注顺序;扣索调载;有限元模拟 |
| 摘要： | 钢管混凝土劲性骨架拱桥具有经济性良好、受力性能好、承载能力强等优点，在我国山区得到广泛运用。如今对该类型拱桥研究的主要方法之一就是有限元仿真模拟，钢管混凝土劲性骨架拱桥结构十分复杂，不同的有限元模拟方法将对结构受力计算结果产生较大影响，其中主拱圈是钢管混凝土劲性骨架拱桥主要承力结构，对其进行合理的有限元模拟至关重要。本文以某座600m级钢管混凝土劲性骨架拱桥为背景工程，探讨与选择合理的钢管混凝土劲性骨架拱桥主拱圈的模拟方法，并对管内混凝土灌注顺序方案、外包混凝土浇筑顺序方案以及扣索调载方案进行探讨分析，本文主要从以下几个方面进行了研究： （1）分别采用双单元法和联合截面法对背景工程的钢管混凝土结构施工阶段建立不同的有限元模型，对比分析两种模型的关键施工阶段的位移、应力以及稳定性，结果表明联合截面法更适合模拟钢管混凝土结构，通过对六种管内混凝土灌注顺序进行研究，最终结果表明先灌注上下游内侧钢管，后灌注上下游外侧钢管是最合理的灌注顺序。 （2）分别采用板单元和实体单元模拟背景工程主桥中的一段劲性骨架的外包混凝土，对采用两种模拟方式的模型应力、位移进行对比分析，结果表明板单元能较好模拟实际外包混凝土受力情况，且建模简单，计算方便快捷，适当对外包混凝土板单元进行精度划分，可增加模拟的精确度。 （3）提出了三种外包混凝土浇筑顺序方案，比较三种方案在应力、位移以及整体稳定性等方面的优劣，结果表明从拱脚一直浇筑到拱顶的浇筑顺序，即方案一是最合适的外包混凝土浇筑顺序方案，针对方案一中拱脚截面管内混凝土应力超限现象提出合理的扣索调载方案，考虑扣索调载对扣塔影响，并对调载结果进行分析，各项计算结果表明调载效果良好。 本文研究成果将对以后的 600m 级钢管混凝土劲性骨架拱桥的有限元仿真模拟以及施工过程优化提供一定的参考价值。 |
| 作者： | 张鑫森 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 张雪松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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