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700m跨钢管混凝土拱桥稳定性研究
| 论文题名： | 700m跨钢管混凝土拱桥稳定性研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;拱肋倾角;横撑布置;稳定承载力 |
| 摘要： | 随着城市化进程的加快和交通运输需求的增加，大跨度钢管混凝土拱桥的应用越来越广泛，其建设跨径也逐日增大。2020 年底已建成通车的广西平南三桥跨径达575m，700m跨钢管混凝土拱桥的建设指日可待。然而，随着钢管混凝土拱桥跨径持续增大，桥梁宽跨比进一步减小，其结构稳定问题愈发凸显。本文基于课题组关于700m跨钢管混凝土拱桥试设计的成果，采用理论分析和数值模拟相结合的方法，开展700m跨钢管混凝土拱桥的稳定性研究，主要研究工作如下： ①拱肋倾角对700m跨钢管混凝土拱桥稳定性的影响研究。设计两条拱肋间距为31.6m（与桥面宽度相同）的平行拱肋方案。此外，在保持拱脚处拱肋间距为40m不变的情况下，通过改变拱顶处拱肋间距来实现不同拱肋倾斜角度，还设计出五种不同的拱肋倾斜布置方案。采用Midas/Civil有限元软件建立全桥模型，分析不同拱肋倾角对拱桥稳定性的影响，提出对本文700m跨钢管混凝土拱桥的最有利拱肋倾角范围。 ②横撑布置对700m跨钢管混凝土拱桥稳定性的影响研究。基于双肋拱面外侧倾临界轴力公式，针对格构桁式横撑，分析横撑布置间距与不同横撑刚度对700m跨钢管混凝土拱桥稳定性的影响，得到其适宜横撑刚度以及横撑最大布置间距。对比采用米字形横撑时拱桥的稳定性，分析采用格构桁式横撑对不同拱肋倾斜布置方案拱桥稳定性的影响，提出700m跨钢管混凝土拱桥横撑布置的合理形式。 ③钢管初应力对700m跨钢管混凝土拱桥的稳定承载力影响研究。建立ANSYS有限元分析模型，考虑材料、几何双重非线性，通过施加不同初应力系数?的钢管初应力，计算在不同初应力系数?和不同截面含钢率下700m跨钢管混凝土拱桥的稳定承载力，给出了不同初应力系数?及截面含钢率下的稳定承载力影响系数kp。 ④拱肋初始偏差对700m跨钢管混凝土拱桥的稳定承载力影响研究。针对拱肋面外整体初始轴线偏差和面内整体初始高程偏差，选取不同周期的正弦函数模拟不同的拱肋初始偏差形式，选用拱肋初始偏差峰值分别为0.05m、L/3000、L/2000以及L/1000 ，分析不同拱肋初始偏差形式以及不同拱肋初始偏差峰值对 700m 跨钢管混凝土拱桥的稳定承载力影响。 |
| 作者： | 曾顺得 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张敏;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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