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大跨径拱桥计算程序开发与承载力验算方法研究
| 论文题名： | 大跨径拱桥计算程序开发与承载力验算方法研究 |
| 关键词： | 大跨径拱桥;承载力验算;内力计算;优化拱轴系数;有限元程序计算 |
| 摘要： | 拱桥是我国建造最多的桥梁型式之一，西部地区特殊的地理环境和良好的地质条件非常适合于拱桥建造。目前计算拱桥内力的方法主要有手册法和有限元法，前者是利用事先编制好的一套完整拱桥内力计算用表，供桥梁设计人员查表计算。它的缺点是计算工作量大、效率低；对大跨度拱桥，当需要考虑混凝土收缩、徐变影响时，拱轴系数往往不是手册上预先给定的系数，此时查表计算就无能为力。后者是采用有限元程序计算拱桥内力和变形，该方法计算速度快，能适合于各种拱轴系数的拱桥内力计算，但建模比较复杂，并且一般的有限元程序不具备优化拱轴系数的功能。因此，开发一个拱桥计算专用程序，在有限元程序高度发达的今天仍然具有现实意义。 近年来，随着公路技术等级的提高，超重、超载车辆剧增，加上设计、养护不当、桥梁材料老化、环境影响，不少拱桥出现了承载力下降、变形增大以及开裂等病害。增大截面法是拱桥加固中常用的一种方法，但迄今为止缺乏一种与之相适应的承载力验算方法。 本文在综述拱桥发展概况和承载力验算方法现状的基础上，根据拱桥经典理论，推导了适用于本文程序开发的拱圈内力计算公式，为程序编写奠定理论基础；总结了现有增大截面法加固拱桥的承载力验算所存在的问题，提出了一个系数修正的极限状态法验算公式，该公式在形式上与现行规范相一致，为便于理解，还给出了一个具体计算示例；最后着重介绍了作者用Visual Basic 6.0开发的“大跨度拱桥内力计算与承载力评估分析程序”，该程序具有较强的分析功能和友好的用户界面，不但能够开展拱轴系数的优化、等截面与变截面拱桥、上承式与中承式拱桥的恒载内力计算、“85”和“2004”两种规范的活载内力计算、温度变化、混凝土收缩和徐变、地基变位、超载的附加内力计算与承载力验算，而且还能开展旧桥承载力的评估和采用增大截面法加固后的承载力验算。本文开发的分析程序，较好地弥补了拱桥计算缺乏专用程序的不足。 |
| 作者： | 周潇 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 周水兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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