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700m级钢管混凝土拱桥施工容许误差研究
| 论文题名： | 700m级钢管混凝土拱桥施工容许误差研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;施工误差;截面内力;稳定性 |
| 摘要： | 随着平南三桥的成功修建，建设更大跨径的钢管混凝土拱桥已成为可能。并且郑皆连院士也表明700m级钢管混凝土拱桥的修建已经不存在任何技术难点，综合经济与安全等因素，应尽快将其应用到工程实践中并进行推广。然而700m级钢管混凝土拱桥的施工难度更大，更容易产生施工误差。因此，现行规范对误差的允许值是否还适宜值得商榷。为了突出700m级拱桥的差异，本文依托另外三座跨径分布在340m~575m的钢管混凝土拱桥，同时对四座拱桥进行理论分析和数值模拟，通过对比，明确常见施工误差对700m级拱桥静力特性的影响差异，以此探讨700m级拱桥施工误差的容许值，主要研究内容如下： ①分析了钢管混凝土拱桥施工过程中常见误差的产生原因及传递规律，结合拱桥面内面外失稳模态，确定了本文研究的五种偏差类型。对拱桥面内面外弹性失稳模态位移向量进行函数拟合，提出以周期为π、2π、3π的正弦函数来模拟各种偏差在主拱的分布形式，并通过数值方法围绕五种偏差类型对钢管混凝土拱桥静力特性的影响进行研究。 ②通过能量法建立了实桥恒载压力线与拱轴线之间的最小二乘线关系，明确了拱圈发生高程偏差后对弯矩影响应基于实桥恒载压力线；通过力法推导了圆弧拱在任意高程偏差下的截面内力表达式，并用算例验证其正确性。分别将拱在平面内、平面外简化为等效压杆的同时引入偏差，求解此时满足边界条件的压杆挠曲线方程，以此分析面内、面外偏差对拱结构稳定的影响，在此基础上开展了四座不同跨径钢管混凝土拱桥在不同偏差峰值及类型下，对拱结构控制截面的竖向变形、轴力、弯矩和偏心距影响的研究。 ③围绕五种偏差类型及不同偏差峰值对四座不同跨径钢管混凝土拱桥的弹性、几何非线性、双重非线性的稳定安全系数的影响进行分析，通过计算结果建立了跨径340m~700m拱桥在影响最大的偏差类型作用下，双重非线性稳定安全系数、偏差峰值和跨径之间的关系式。通过分析700m级钢管混凝土拱桥在单一偏差和耦合偏差作用下，双重非线性稳定安全系数的影响，探讨了现行规范对其的适宜性。 |
| 作者： | 刘顺宇 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 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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