【摘要】：近年來(lái),鋼管混凝土拱橋因其較高的穩(wěn)定承載力和造型美觀等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于大跨度橋梁工程中,拱橋數(shù)量在近二十年間呈現(xiàn)跳躍性增長(zhǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)已建成鋼管混凝土拱橋300余座,其中采用桁式截面的拱橋達(dá)到50%以上,目前跨度最大的已超過(guò)500m。相比于實(shí)際工程的快速發(fā)展,鋼管混凝土桁拱的理論設(shè)計(jì)方法卻相對(duì)滯后,已有的研究往往是針對(duì)某一特定橋梁進(jìn)行分析,還未形成成熟而完善的理論體系,因此有必要對(duì)鋼管混凝土桁拱展開(kāi)研究。本文以常用的鋼管混凝土拋物線桁拱為研究對(duì)象,以桁拱的靜力穩(wěn)定為研究?jī)?nèi)容,分析其在軸壓和壓彎荷載作用下的平面內(nèi)穩(wěn)定性能,具體研究工作如下:(1)有限元模型的建立與驗(yàn)證利用有限元分析軟件ABAQUS建立鋼管混凝土拋物線桁拱有限元模型,通過(guò)對(duì)比分析選取合適的單元類型和分析方法,并且在分析中引入雙重非線性。根據(jù)《鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范》(GB50923-2013)和實(shí)際工程確定了本文模型參數(shù),并考慮實(shí)際需要選擇三種桁式截面加以研究。為了檢驗(yàn)本文所建模型的正確性,采用鋼管混凝土拋物線拱和鋼管混凝土格構(gòu)柱的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)上述有限元計(jì)算方法進(jìn)行驗(yàn)證。(2)鋼管混凝土拋物線桁拱軸壓穩(wěn)定性能分析考慮綴條剪切變形對(duì)穩(wěn)定承載力的影響,推導(dǎo)了三種常用桁式截面的換算長(zhǎng)細(xì)比。以所提模型為例,分析了鋼管混凝土拋物線桁拱面內(nèi)穩(wěn)定性能,得到了矢跨比和初始缺陷對(duì)鋼管混凝土拋物線桁拱面內(nèi)穩(wěn)定承載力的影響規(guī)律。對(duì)已有的單圓管鋼管混凝土拋物線拱面內(nèi)穩(wěn)定設(shè)計(jì)公式進(jìn)行修正,提出了適用于鋼管混凝土拋物線桁拱的面內(nèi)穩(wěn)定設(shè)計(jì)公式。(3)鋼管混凝土拋物線桁拱壓彎穩(wěn)定性能分析結(jié)合一階彈性分析得到鋼管混凝土拋物線桁拱在典型壓彎荷載作用下的內(nèi)力分布規(guī)律,分析了矢跨比和初始缺陷對(duì)桁式拱壓彎穩(wěn)定承載力的影響。根據(jù)桁拱在壓彎荷載作用下的受力性能建立了壓彎設(shè)計(jì)公式,并根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果和公式計(jì)算結(jié)果的對(duì)比對(duì)公式予以修正。
【圖文】：

1.1.1 鋼管混凝土的特點(diǎn)鋼管混凝土是指將混凝土灌入鋼管中，二者共同承受荷載作用的結(jié)構(gòu)件。鋼管混凝土常用的截面形式包括圓鋼管混凝土、多邊形鋼管混凝土、矩鋼管混凝土和方形鋼管混凝土等[1]，如圖 1-1 所示。

c) 奧地利 Echelsbach 橋 d) 克羅地亞 Krk 橋圖 1-2 國(guó)外鋼管混凝土拱橋?qū)嵗?937 年，前蘇聯(lián)列寧格勒修建了世界上第一座鋼管混凝土拱橋，，該橋是一座跨度為 101m 的下承式拱橋。我國(guó)于 1990 年建成了第一座鋼管混凝土拱橋—四川旺蒼大橋[8]（圖 1-3 a）），此后鋼管混凝土拱橋在我國(guó)不斷發(fā)展，近二十年
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U441;U448.22

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2583793