三跨自錨式鋼管混凝土系桿拱橋的靜力和穩(wěn)定性分析
本文關(guān)鍵詞:三跨自錨式鋼管混凝土系桿拱橋的靜力和穩(wěn)定性分析
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【摘要】:鋼管混凝土系桿拱橋具有造型優(yōu)美、承載力大、跨越能力強等優(yōu)點,近年來被廣泛運用于我國交通建設中。在各類系桿拱橋中,三跨自錨式鋼管混凝土系桿拱橋?qū)儆谥谐惺絼偧芟禇U拱橋。由于張拉系桿可以平衡主拱所產(chǎn)生的大部分水平推力,系桿拱橋的利用大大降低了平原地區(qū)或軟基地區(qū)拱橋下部與基礎的工程量和造價。本文以安徽省某一新建的系桿拱橋為研究對象,做了以下幾方面工作:(1)運用Midas/Civil橋梁分析軟件建立了全橋的桿系有限元分析模型,分別對該橋施工階段和成橋運營階段進行了整體分析,給出了此類橋梁的力學特性,為橋梁的局部位置的有限元分析提供了荷載數(shù)據(jù)。(2)由于拱腳受力復雜且不具有普遍性,因此有必要對其進行空間應力分析。通過Midas/FEA有限元分析軟件建立了該橋拱腳的空間實體模型,定量地得出了拱腳的應力分布情況,找到了拱腳的受力薄弱區(qū)域,驗證了設計的安全性和合理性。(3)針對該橋梁的四個典型工況,進行了線彈性穩(wěn)定性分析和幾何非線性穩(wěn)定性分析。結(jié)果表明,幾何非線性的穩(wěn)定性低于線彈性穩(wěn)定性,但兩者相差不大。論文還探討了不同的矢跨比、拱肋剛度以及橫撐的布置對該橋穩(wěn)定系數(shù)的影響,可為此類橋梁的穩(wěn)定性設計提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:鋼管混凝土 系桿拱橋 拱腳 應力分析 穩(wěn)定性分析
【學位授予單位】:合肥工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:U441;U448.225
【目錄】:
- 致謝7-8
- 摘要8-9
- ABSTRACT9-16
- 第一章 緒論16-24
- 1.1 引言16
- 1.2 鋼管混凝土技術(shù)的應用與發(fā)展16-17
- 1.3 鋼管混凝土拱橋概述17-21
- 1.3.1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在拱橋上的應用17-18
- 1.3.2 鋼管混凝土拱橋的主要形式18-19
- 1.3.3 三跨自錨式鋼管混凝土系桿拱橋結(jié)構(gòu)形式及受力特點19-21
- 1.4 國內(nèi)外研究概況21-23
- 1.5 本文主要研究目的和內(nèi)容23-24
- 1.5.1 本文研究的目的23
- 1.5.2 本文研究的內(nèi)容23-24
- 第二章 三跨自錨式鋼管混凝土系桿拱橋的靜力分析24-42
- 2.1 工程概況24-26
- 2.1.1 結(jié)構(gòu)概況24-25
- 2.1.2 主要技術(shù)指標25-26
- 2.1.3 主橋施工概況26
- 2.2 全橋空間桿系有限元模型的建立26-30
- 2.2.1 結(jié)構(gòu)材料26-27
- 2.2.2 拱肋模擬27
- 2.2.3 系桿與吊桿模擬27-28
- 2.2.4 橫梁和縱梁模擬28
- 2.2.5 密肋板模擬28
- 2.2.6 荷載取用28-29
- 2.2.7 邊界條件模擬29
- 2.2.8 施工階段劃分29
- 2.2.9 模型建立29-30
- 2.3 施工階段變形計算與分析結(jié)果30-32
- 2.4 施工階段內(nèi)力結(jié)果32-36
- 2.4.1 拱肋內(nèi)力計算結(jié)果與分析32-35
- 2.4.2 吊桿內(nèi)力計算結(jié)果與分析35-36
- 2.5 施工階段應力結(jié)果36-39
- 2.5.1 拱肋應力計算結(jié)果與分析36-38
- 2.5.2 吊桿應力計算結(jié)果與分析38-39
- 2.6 運營階段計算結(jié)果39-41
- 2.6.1 拱肋應力計算結(jié)果與分析39-40
- 2.6.2 吊桿應力計算結(jié)果與分析40-41
- 2.7 本章小結(jié)41-42
- 第三章 拱腳的空間應力分析42-54
- 3.1 模型概況42-45
- 3.1.1 結(jié)構(gòu)概況42
- 3.1.2 計算范圍確定42
- 3.1.3 實體模型建立42-44
- 3.1.4 計算荷載處理44-45
- 3.1.5 邊界條件45
- 3.2 數(shù)值分析結(jié)果45-52
- 3.2.1 位移與變形45-46
- 3.2.2 應力46-52
- 3.3 本章小結(jié)52-54
- 第四章 三跨自錨式鋼管混凝土系桿拱橋穩(wěn)定性分析54-69
- 4.1 穩(wěn)定性分析理論54-57
- 4.1.1 拱橋穩(wěn)定性概述54-55
- 4.1.2 穩(wěn)定性求解的有限元方法55-56
- 4.1.3 穩(wěn)定安全系數(shù)56-57
- 4.2 穩(wěn)定性數(shù)值分析57-63
- 4.2.1 計算工況選取57-58
- 4.2.2 彈性穩(wěn)定計算58-61
- 4.2.3 幾何非線性穩(wěn)定計算61-63
- 4.3 影響穩(wěn)定安全系數(shù)參數(shù)分析63-68
- 4.3.1 矢跨比對穩(wěn)定性的影響63-64
- 4.3.2 拱肋面外抗彎剛度對穩(wěn)定性的影響64-65
- 4.3.3 橫撐對穩(wěn)定性的影響65-68
- 4.4 本章小結(jié)68-69
- 第五章 結(jié)論與展望69-71
- 5.1 結(jié)論69-70
- 5.2 展望70-71
- 參考文獻71-73
【參考文獻】
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,本文編號:766305
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