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钢管与混凝土结合状态对钢管混凝土拱桥稳定性影响研究
| 论文题名： | 钢管与混凝土结合状态对钢管混凝土拱桥稳定性影响研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;稳定性;有限元;非线性;桥梁设计 |
| 摘要： | 近十几年来，钢管混凝土在我国桥梁(尤其是拱桥)上的应用发展很快，在许多大跨度的桥梁设计中都采用钢管混凝土拱桥。钢管混凝土是一种性能优越的结构材料，利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互制约充分发挥各自优势，即通过钢管对混凝土的约束，使混凝土处于复杂受力状态，使其工作性能发生质的变化，提高承载力，并增大极限压缩应变；同时，由于管内混凝土的变形，使钢管处于复杂受力状态，保证了薄壁钢管的局部稳定。因此，钢管混凝土作为一种组合材料具有独特的工作特性：承载力高而极限压缩变形大、有较好的延性、能够充分发挥混凝土的抗压性能及钢材的抗拉能力，因此在拱桥中得到了广泛的应用。钢管混凝土拱桥的跨径由最初的110m发展到现在的460m，随着跨度的增大和材料强度的提高，结构表现出大变形的特点，非线性表现更为突出。 由于混凝土本身的质量、施工过程中的泵送质量、温度变化(包括温升和温降)、核心混凝土的收缩、徐变等各方面因素，在实际工程中不可避免的会引起钢管与混凝土的脱空，钢管与混凝土的脱空对钢管混凝土拱桥稳定性的影响目前研究甚少。针对这一问题，本文提出了适合考虑脱空的核心混凝土本构关系，编制了非线性分析程序，并通过试验验证，分析了钢管与混凝土脱空对偏压柱承载能力以及变形的影响，探讨并比较了不同规范的钢管混凝土刚度计算方法。在此基础上运用ANSYS以巫峡长江大桥为结构模型，按照钢管与混凝土粘结良好与钢管与混凝土脱空两种情况，对其稳定性和极限承载能力进行了分析，最后比较了在不同刚度取值下的第一类稳定系数。结果表明钢管与混凝土的脱空降低了钢管混凝土拱桥的稳定承载能力；不同的荷载工况，钢管与混凝土的脱空对钢管混凝土拱桥的稳定承载力影响程度不同。由于钢管与混凝土的脱空对钢管混凝土拱桥的稳定性产生不利影响，脱空问题应当引起重视，在实际工程中尽量应当采取相应的措施减少或者避免脱空。 |
| 作者： | 杨毅 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 方志 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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