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基于拱座位移的上承式钢管混凝土拱桥拱上结构分析研究
| 论文题名： | 基于拱座位移的上承式钢管混凝土拱桥拱上结构分析研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;拱上结构;受力分布;应力分布 |
| 摘要： | 自我国建成首座钢管混凝土拱桥以来，因为钢管混凝土承载力高、自重轻、塑性好、耐疲劳等优点，钢管混凝土拱桥得到迅速发展，其最大跨径已突破500m，在建的大跨拱桥中钢管混凝土桥数量也是最多的。在我国西部，山区峡谷地形较多，上承式钢管混凝土拱桥在该类型地形中拥有较强的竞争力，但该类桥型对拱座基础要求很高，贵州山区多为喀斯特地貌，地基处理不当时则易产生拱座位移。此外，影响该类型桥梁发展原因之一为拱上结构重量，而合理的拱上构造，是可以减少结构自重的，也可以提高结构承载力。因此，本文以贵州某450m上承式钢管混凝土拱桥为依托工程，考虑拱座位移对该类拱桥的影响，对拱上结构构造形式进行了分析研究，主要研究内容及结论如下： （1）根据依托工程水文地质资料和查阅相关文献，分析导致拱座产生位移的原因及拱座位移的类型。然后建立不同的位移类型及不同位移量下的有限元模型，模拟拱桥的拱座位移，探究拱座位移会对拱桥结构的影响。结果表明，拱座横、竖向位移值达60mm时部分结构达到材料强度值。 （2）结合拱座位移对拱桥结构的影响，开展桥道系和拱上立柱结构形式分析研究，分析在不同的位移类型及不同的位移量下，不同的拱上结构参数对拱桥结构的影响，得出使桥梁结构的位移、稳定性和静动力特性等更加合理的拱上结构形式。结果表明，混凝土面板与钢主梁高度比u值建议取值范围为0.15~0.3，钢主梁上翼缘宽厚比w值可以考虑适当增大，控制在40以内，并提出了新的立柱主梁连接形式和在立柱间施加联杆新的拱上立柱结构形式。 （3）使用Midas Fea NX 2022有限元分析软件建立上承式钢管混凝土拱桥拱上结构关键部位局部模型，对关键节点受力情况进行了分析，结果表明，结构受力和应力分布合理，未超出规范允许值，确保了桥梁结构的安全性，为以后同类型桥梁结构设计和养护提供了相对可靠的技术依据。 |
| 作者： | 王吉源 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 谢涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 贵州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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