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基于数值模拟的桁式组合拱桥拆除方案对比分析
| 论文题名： | 基于数值模拟的桁式组合拱桥拆除方案对比分析 |
| 关键词： | 桁式组合拱桥;拆除工程;数值模拟;安全控制 |
| 摘要： | 桁式组合拱桥经过20多年的发展和使用以后，许多的桁式组合拱桥出现了不同程度的损伤情况，严重影响了这些桥梁的正常使用，因此，有很多需要进行拆除。拆除方面所需的数据，多数是从固定的经验公式中提取得来的，理论层面的发展远远滞后于现今拆除工程的实际操作需要。如今，数值模拟的出现使这个问题的解决在很大程度上有了新思路。数值模拟具有速度快和重复再现倒塌过程等优点，并具有能预测出倒塌的效果、对设计进行校正、并补充设计中的不足等功能，促使拆除技术更为精准和安全。 本文首先阐述了桥梁拆除的研究现状，充分了解了其已有的研究成果及今后研究的方向。简述了桁式组合拱桥构造特点，包括上部构造特点、拱圈主要构造的尺寸拟定和桁架拱与墩台的连接;接着叙述了桁式组合拱桥的受力特点;介绍了桁式组合拱桥的施工工艺。总结了桥梁拆除的方法主要分为机械拆除、爆破拆除等，然后指出了机械拆除与爆破拆除的优缺点，总结了桁式组合拱桥拆除的顺序、机械拆除方案和爆破拆除方案，提供了与本文研究内容相关的一些理论指导。 对实际桁式组合拱桥提出具体的机械拆除和爆破拆除方案，分别利用Midas/civil和ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件来建模分析该桥的拆除方案。论文利用Midas/civil有限元软件对桁式组合拱桥拱上结构和主拱圈的拆除进行模拟，对比拆除过程中应力和位移的变化情况。利用有限元分析软件ANSYS-DYNA，模拟桥体从起爆到结构失稳倒塌的整个过程，检测爆破及倒塌过程中钢筋和混凝土的应力和应变变化规律，检测拱桥左岸拱座处钢筋和混凝土的应力的大小。通过两种有限元分析软件对同类桥的不同拆除方案进行预演，在拆除过程中，保证了两端桥台、桥墩、拱座基础不损坏，使该桥可以在原址上修建新桥。对桁式组合拱桥机械和爆破拆除方案进行对比分析，包括安全性、桥址适应性、噪音、施工工期和拆除预算成本，从中找出最优的方案，为同类桥梁拆除提供了技术指导。 |
| 作者： | 田长超 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张宪堂;王洪立 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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