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下承式钢管混凝土刚性系杆拱桥拱肋施工力学分析
| 论文题名： | 下承式钢管混凝土刚性系杆拱桥拱肋施工力学分析 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;单元生死;参数编程;灌注混凝土;拱肋应力;系杆拱桥 |
| 摘要： | 钢管混凝土拱桥施工过程中，结构体系不断变化，主拱截面逐渐形成，且浇注的混凝土数量大，技术要求高，保证施工阶段结构构件的局部和整体稳定具有至关重要的作用。而国内外对成桥后的稳定与受力研究较多，施工过程中的稳定性研究较少，特别是不对称泵送混凝土对拱肋变形及稳定性的影响，国内尚无相关研究报道。 本文系统地研究了钢管混凝土拱桥从管内混凝土灌注到施工结束后，拱肋的变形、应力及稳定性的变化规律。 首先，本文利用接触面单元，模拟混凝土与管壁的相互作用，同时利用有限元软件的“单元生死”和“APDL语言编程”建立拱肋灌注混凝土的有限元模型，分析对称灌注及两边灌注高差为0.3米、0.5米和1米三种情况下拱肋的变形及稳定性的变化规律。结果表明：混凝土灌注进行到中部时，拱肋变形最大，应控制此时拱肋的变形量；不对称施工对稳定性影响重大，施工初期尤为突出，随着施工的进行，不对称施工偏差造成稳定性降低的程度变小。 其次，利用“APDL语言编程”建立尖湖拱桥施工过程中九个工况的实体有限元模型，通过与实际检测数据对比，论证了模型的有效性和可靠性。并利用该模型分析了施工过程中拱肋应力及稳定性的变化规律，结果表明：拱肋下表面应力值均大于上表面应力值；两侧拱脚及L/4与3L/4的应力变化呈对称趋势：张拉系梁钢束N5时，拱脚附近应力达到最大值，L/4、3L/4和拱顶应力最大值出现在桥面系施工结束后；该拱桥稳定系数随全桥刚度的增大而增大，质量的增大而减小，弹性失稳模态均为拱肋侧倾失稳。 根据研究结果，施工初期应控制拱肋从拱脚两侧灌注混凝土的高差不宜超过0.5米；二次张拉吊杆时稳定系数小于4，应加设临时风撑保证拱桥施工稳定性。该研究成果对同类桥型的理论研究和施工监控有一定的应用价值。 |
| 作者： | 王淑妹 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 钱振东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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