【摘要】：鋼筋混凝土箱型拱橋起源于拱橋拱圈輕型化探索的進程之中,以其自身獨特的優(yōu)點被廣泛應(yīng)用,但近年來發(fā)生了多起拱橋橋道系結(jié)構(gòu)垮塌的事故,且事故多集中于中、下承式拱橋,表現(xiàn)為吊桿斷裂引發(fā)橋道系的連續(xù)垮塌,屬于結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的研究范疇。目前針對中、下承式鋼筋混凝土箱型拱橋橋道系連續(xù)垮塌機理的研究不多,橋道系穩(wěn)固性評價指標(biāo)尚不完善。本文在總結(jié)中、下承式拱橋橋道系垮塌事故的基礎(chǔ)上,結(jié)合在役箱型拱橋橋道系的結(jié)構(gòu)特點,以某中承式鋼筋混凝土箱型拱橋為背景,通過理論計算和數(shù)值模擬的方式研究了吊桿斷裂下懸吊橋道系連續(xù)垮塌的機理,并探討了懸吊橋道系穩(wěn)固性的評價方法。研究的主要內(nèi)容。及成果如下:(1)總結(jié)了拱橋垮塌事故原因,分析了典型懸吊橋道系結(jié)構(gòu)形式總結(jié)了國內(nèi)中、下承式拱橋的垮塌事故,分析了垮塌拱橋橋道系的結(jié)構(gòu)特點,結(jié)論表明吊桿斷裂是引發(fā)橋道系連續(xù)垮塌的外因,采用橫梁受力為主的懸吊式橋道系是垮塌的內(nèi)因,歸納整理了結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的理論研究、評價指標(biāo)和抗連連續(xù)倒塌設(shè)計規(guī)范的發(fā)展與現(xiàn)狀。(2)分析了懸吊橋道系的靜、動力性能,研究了吊桿驟斷的沖擊系數(shù)針對橫梁受力為主的懸吊式橋道系,從靜力分析的角度,研究了橋道系結(jié)構(gòu)中橫梁、橋面板的受力和變形,得出影響橋道系力學(xué)性能的影響因素;從動力分析的角度,研究了吊桿破斷對簡化橋道系結(jié)構(gòu)的沖擊作用,將驟斷吊桿模擬為反向等效沖擊荷載,應(yīng)用ABAQUS軟件分析了模型邊吊桿和中間吊桿不同斷裂情況下的動力沖擊放大系數(shù)?,結(jié)論表明?取值在1.5~1.8之間,滿足通常假設(shè)的橋梁結(jié)構(gòu)?值取為1.5~2.0的范圍。(3)研究了橋道系結(jié)構(gòu)的破壞指標(biāo),提出了橋道系連續(xù)垮塌的分析流程以吊桿最大允許拉應(yīng)力作為破斷指標(biāo),以吊桿橫梁間橋面相對位移作為橋面板的垮塌指標(biāo),利用ABAQUS軟件對實例拱橋的鋼筋混凝土橋面板建立精細化模型,分析得出橋面板垮塌前后的橋面相對位移最大值。提出了基于拆除構(gòu)件法的懸吊式橋道系連續(xù)垮塌分析方法,并給出中、下承式鋼筋混凝土箱型拱橋橋道系連續(xù)垮塌分析流程。(4)模擬了吊桿斷時橋道系的垮塌過程,分析了橋道系的垮塌機理利用ABAQUS瞬態(tài)動力分析對實例拱橋進行橋道系垮塌過程模擬,采用拆除構(gòu)件法分析了不同吊桿斷列組合對橋道系中橋面板的位移、應(yīng)力的影響和對相鄰吊桿拉應(yīng)力的影響。結(jié)果表明,單根吊桿斷時橋面未發(fā)生垮塌,中間長吊桿斷對橋面的位移影響較大,短吊桿斷對其余吊桿的應(yīng)力影響較大,且吊桿斷裂對相鄰吊桿影響最大;同側(cè)相鄰兩根吊桿同時斷裂時會引發(fā)橋道系的連續(xù)垮塌;同一橫梁上下游兩根吊桿斷時,僅中間長吊桿同時斷會引發(fā)橋道系的連續(xù)垮塌。(5)探討了懸吊橋道系穩(wěn)固性的評價方法,評價了實例模型的穩(wěn)固性探討了基于吊桿損傷斷裂的中、下承式鋼筋混凝土箱型拱橋橋道系穩(wěn)固性評價方法,通過計算吊桿斷裂后橋道系剩余構(gòu)件的冗余度,將構(gòu)件冗余度最小值作為橋道系的穩(wěn)固性指標(biāo)。對實例拱橋做了穩(wěn)固性評價,并與實例模型橋道系連續(xù)垮塌過程進行比照,結(jié)果表明基于結(jié)構(gòu)冗余度的橋道系穩(wěn)固性評價方法與模擬情況較為吻合。
【圖文】：

(e) 宜賓小南門大橋吊桿 (f) 宜賓小南門大橋錨頭斷裂部分橋面跨塌 銹蝕鋼絞線發(fā)生斷裂圖 1.1 鋼筋混凝土箱型拱橋典型病害011 年 7 月 14 日建成 11 年的福建武夷山公館大橋發(fā)生吊桿斷裂、橋面重大事故，該事故中一輛旅游大巴落入河中，導(dǎo)致 1 人當(dāng)場死亡，22調(diào)查，，事故原因是吊桿的疲勞破壞，在嚴(yán)重超載、超限的車輛運行下繼而引發(fā)連鎖效應(yīng)，造成拱橋橋面的整體垮塌，如圖 1.2 所示。此次事

(e) 宜賓小南門大橋吊桿 (f) 宜賓小南門大橋錨頭斷裂部分橋面跨塌 銹蝕鋼絞線發(fā)生斷裂圖 1.1 鋼筋混凝土箱型拱橋典型病害 7 月 14 日建成 11 年的福建武夷山公館大橋發(fā)生吊桿斷裂、橋事故，該事故中一輛旅游大巴落入河中，導(dǎo)致 1 人當(dāng)場死亡，2，事故原因是吊桿的疲勞破壞，在嚴(yán)重超載、超限的車輛運行下引發(fā)連鎖效應(yīng)，造成拱橋橋面的整體垮塌，如圖 1.2 所示。此次關(guān)部門對吊桿拱橋的大普查。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U448.22

【參考文獻】

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本文編號：2592068