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大跨度劲性骨架拱桥外包混凝土分环分段浇筑方法研究
| 论文题名： | 大跨度劲性骨架拱桥外包混凝土分环分段浇筑方法研究 |
| 关键词： | 大跨度劲性骨架混凝土拱桥;外包混凝土;分段浇筑;应力分析 |
| 摘要： | 大跨度劲性骨架混凝土拱桥因其结构刚度大、承载能力强及整体受力好等优势，在山区桥梁的铁路及高速建设中具有强大的竞争优势，近些年在山区大跨径桥梁的修建中逐步成为一种主选结构形式，正在建设中的广西天峨龙滩大桥计算跨径已达600m。外包混凝土分段是否合理直接影响到劲性骨架拱和外包混凝土的应力水平，如何快速、合理的找出外包混凝土工作面的分段点及其长度，是控制劲性骨架拱受力和成桥线形的关键性问题。为此本文依托重庆市教委重点科研项目“300m级悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥设计施工关键技术”（KJZD-K201900705），以西宁河特大桥为研究对象，开展大跨度劲性骨架拱桥外包混凝土分环分段浇筑方法研究，主要研究内容如下： （1）针对大跨度劲性骨架拱桥外包混凝土浇筑研究现状，结合已有外包混凝土浇筑方法和计算理论，围绕劲性骨架混凝土拱桥的受力特点，采用有限元方法分析多工作面均衡浇筑法与扣索调载法的优劣，给出前者适合于更大跨径劲性骨架混凝土拱桥外包混凝土浇筑方案。 （2）基于控制截面的应力和变形影响线，提出了变形/应力曲线计算方法。通过考虑在外包混凝土浇筑过程中影响拱圈受力的因素，再使用力学方法得出通用计算公式，此公式能准确的预判拱肋外包混凝土在浇筑全过程中的变形/应力趋势和发展规律，以变形/应力曲线为基本数学工具，通过分析劲性骨架的基本受力机理及遵循原则，从力学角度出发确定浇筑外包混凝土的优化目标及约束条件，构建了外包混凝土分段的数学模型。 （3）探究了不同外包混凝土分段浇筑方式下的主拱圈变形及应力变化规律。分析对比了本文计算方法与传统等弧长法划分外包混凝土分段长度结果。研究结果表明，与传统等弧长法相比，本文计算方法得出的混凝土浇筑方案使得整个劲性骨架拱变形均匀，控制截面应力可以得到不同程度的改善，主弦钢管最大应力降幅9%，通过合理的设定工作面及工作段位置和长度，外包混凝土的浇筑起到了均衡主拱圈受力的作用；并提出劲性骨架拱桥拱圈优化建议：采用顶板、底板厚度不同的设计方式，以加强外包混凝土底板整体刚度，减小顶板、底板的拱圈截面应力差距。 |
| 作者： | 龙俊宇 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 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： | 2023 |
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