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原文传递钢筋混凝土拱圈内力研究

论文题名：	钢筋混凝土拱圈内力研究
关键词：	拱桥建设;钢筋混凝土拱圈;拱圈内力;应力应变;荷载位移;有限元模型
摘要：	钢筋混凝土拱圈作为结构物在工程中应用相当广泛，特别是在大跨径的拱桥建设中，但是随着跨径的增加，拱圈在各种荷载作用下其内力变化直接影响工程结构的安全性能，作为大跨径桥梁的主要承重结构物，要保证拱圈承受桥梁上各种荷载的作用和保证大跨径桥梁的安全性，必须了解影响钢筋混凝土拱圈内力的各种因素，为工程设计、施工提供强有力的理论支持。　　对于钢筋混凝土拱圈许多学者进行了相关的研究，主要集中在对拱圈的承载能力的方面，而对于内力方面涉及较少，本文通过实验模型数据及应用ANAYS软件建立有限元模型对拱圈的内力进行了分析。首先根据理论分析建立了相应的ANSYS模拟模型，然后进行相关的力学性能实验，通过数值模型所得实验数据与实验所得数据进行对比，确定了数值模拟模型的正确性。实验模型拱圈基本尺寸：跨径L=300cm，矢高f=48.57cm，拱轴系数m=2.814。上下各对称配有2根φ6的圆钢，沿跨径每30cm设箍筋一道，混凝土强度采用30MPa。对该模型进行力学实验，测试拱圈在L/2处施加集中荷载的应变、基础反力等相关力学数据，施加荷载从5KN开始至13KN，然后对数据进行了分析；在ANSYS软件中建立了与实验模型相对应的有限元模型，模拟了在L/2处施加集中荷载5KN、10KN、13KN时的应力、应变及位移，以及模拟了在L/4、L/2和3L/4处施加SKN、10KN、13KN时拱圈的应力、应变及位移，通过实验数据和ANSYS中所得的数值模拟数据，分析影响钢筋混凝土拱圈内力的因素。　　根据实验数据与数值模拟数据的对比分析有：钢筋混凝土拱圈在单一荷载作用下L/2处截面的上缘受压应力的作用，下缘受拉应力的作用，而在L/4、3L/4处截面的上缘受拉应力作用，下缘受压应力作用；对称荷载作用时，沿拱轴线方向较大区域受压应变的作用：单一集中荷载的作用下，拱圈内力呈不均匀分布，主要集中在荷载作用区域，拱圈未能充分发挥结构的作用；对称施加荷载时，拱圈内力呈均匀分布，拱圈能充分发挥拱结构的作用；拱圈拱脚处的应力较大；混凝土强度对拱圈的内力影响不大；含筋率对拱圈内力影响较大。据此，对工程设计和施工提出了指导性意见：设计和施工时应尽可能使拱上荷载对称施加于拱圈上；可根据拱圈应力分布的情况来设置钢筋，以减少工程造价；对拱结构的基础应加强设计。
作者：	杨平
专业：	森林工程
导师：	朱德滨
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南林学院
学位年度：	2008
正文语种：	中文