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瀛洲大桥复杂受力区施工监测和有限元模拟分析
| 论文题名： | 瀛洲大桥复杂受力区施工监测和有限元模拟分析 |
| 关键词： | 钢管混凝土;系杆拱桥;施工监测;温度应力;有限元分析 |
| 摘要： | 异型钢管混凝土系杆拱桥体系复杂，特别是拱墩固结点处，拱肋、桥墩、帽梁汇聚在这里，并且在施工阶段需多次进行体系转换受力特别复杂，同时为不规则的几何体，使得倒三角区受力复杂多变，另外，倒三角区拱肋截面尺寸大，混凝土浇筑量大且标号高，水泥在水化过程中释放大量的热量，混凝土的传热性能差，结构内部热量不易散发，形成内外温度梯度，产生较大的温度应力，并且会产生一定的残余应力，进而影响钢管混凝土系杆拱桥的使用年限与使用寿命。 本文以洛阳市瀛洲大桥为工程背景，针对拱桥倒三角区域正常使用阶段和施工阶段的受力特点，结合实际施工过程中的监测数据，应用有限元子模型分析方法，研究了钢管混凝土系杆拱桥倒三角受力区域在不同状态下的受力特点。在施工过程中埋设温度传感器和应变传感器，根据施工进度，对各工况下的倒三角区受力进行了施工监测，对施工过程各工况下的受力和倒三角区混凝土浇筑过程中的混凝土水化热进行监测，并对实际监测数据和理论数据进行了比对，为钢管混凝土系杆拱桥的设计、施工与正常运行提供理论依据。 研究表明在正常使用阶段，最大应力出现在拱座顶部靠近副拱肋的位置，钢管和混凝土的结合部应力变化较大，其余位置除了与预应力筋接触处应力较大外都比较均匀。主、副拱肋最大压应力在副拱肋的空心钢管位置处，与其接触的混凝土拱座受其影响。压应力值也较其余位置大。混凝土拱肋在各工况下，在体外索作用下混凝土受力变化较大。比对模拟分析和施工监测数据表明有限元模拟和实际监测数据基本吻合，能较好地反应倒三角区的受力状态。 对于拱肋二在混凝土浇筑期间的水化热温度监测及温度应力仿真分析表明：混凝土硬化期间水化热温度上升速度快，对于较薄的混凝土顶板和底板在一天左右时间内能达到最高温度，较厚构件在两天内能达到最高温度，当温度基本稳定以后，混凝土表面和内部存在一定的残余应力，并利用神经网络工具进行了混凝土浇筑期间的温度预测。提出了基于叠加原理分析残余应力对结构受力状态影响的工程简化方法。 |
| 作者： | 孙传智 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 缪长青 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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