桁式钢管砼拱桥灌注过程刚度分析及设计刚度取值研究

论文摘要

随着我国桥梁建设的迅速发展,钢管混凝土结构在工程建设中得到了大量的应用。然而且前我国尚未颁布有关钢管混凝土拱桥的设计规范,交通部规范《钢管混凝土拱桥设计规范》也还在制定之中。对钢管混凝土拱桥的受力性能还缺乏深入细致的研究,在钢管混凝土拱桥设计过程中,其设计刚度取值多数参照钢管混凝土结构设计规程或规范。但是这些规程或规范的刚度取值方法各异、计算结果存在较大的差异。而不同的刚度取值将会对结构的内力、变形、稳定等产生很大影响。所以,钢管混凝土拱桥的刚度取值还有待于进一步的研究和完善。本文中分析了国外及国内相关规程对钢管混凝土结构抗压刚度和抗弯刚度的取值差异;并结合湖北恩施州景阳河大桥,采用MIDAS/Civil软件对钢管混凝土拱桥灌注过程进行了模拟计算分析,结合现场实测情况,研究了钢管混凝土拱桥灌注过程中各弦管中早期混凝土刚度的取值问题,认为早期混凝土对拱肋刚度的贡献不能忽略,可以按照对数公式进行取值,计算结果与实测吻合较好;同时分析了钢管混凝土拱桥拱肋主弦管抗压刚度和抗弯刚度对钢管混凝土拱桥静力计算的影响,提出了对于桁式钢管混凝土拱桥,主弦管抗压刚度的影响要大于抗弯刚度的影响;最后结合国内外关于钢管混凝土的设计规范或规程,对桁式钢管混凝土拱桥的设计刚度取值进行了研究。通过对现场成桥试验的测试资料进行分析,提出了对拱桥拱肋弦管分区进行刚度折减的建议,该方法得到的结果对整个拱肋有更好的适用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 钢管混凝土发展概况及结构特点
• 1.1.1 钢管混凝土发展概况
• 1.1.2 钢管混凝土结构特点
• 1.2 钢管混凝土拱桥的发展概况及设计方法
• 1.2.1 钢管混凝土拱桥的发展概况
• 1.2.2 钢管混凝土拱桥计算理论进展
• 1.3 工程背景
• 1.3.1 工程结构概况
• 1.3.2 主桥施工过程简介
• 1.4 本文研究工作的内容和意义
• 第2章 钢管混凝土工作机理及复合刚度计算
• 2.1 引言
• 2.2 钢管混凝土工作机理
• 2.2.1 基本工作机理
• 2.2.2 应力路径和加载方式
• 2.3 复合刚度计算理论
• 2.4 国内外钢管混凝土刚度计算比较
• 2.5 结论
• 第3章 桁式钢管混凝土拱桥混凝土灌注过程中的刚度分析
• 3.1 引言
• 3.2 管内混凝土弹性模量计算
• 3.2.1 弹性模量试验
• 3.2.2 弹性模量发展模拟
• 3.3 混凝土灌注过程的仿真计算
• 3.3.1 灌注施工工艺
• 3.3.2 施工仿真计算建模
• 3.3.3 拱肋混凝土灌注荷载作用处理
• 3.3.4 混凝土刚度对结构应力和挠度的影响分析
• 3.4 灌注过程计算结果与实测结果分析
• 3.4.1 实测与计算应力分析
• 3.4.2 实测与计算挠度分析
• 3.5 结论
• 第4章 钢管混凝土桁拱的设计刚度取值
• 4.1 引言
• 4.2 刚度取值的重要性
• 4.3 刚度取值对拱肋静力计算的影响
• 4.3.1 刚度对内力的影响
• 4.3.2 刚度对应力的影响
• 4.3.3 刚度对挠度的影响
• 4.4 钢管混凝土刚度的分区取值计算
• 4.4.1 应力计算与实测分析
• 4.4.2 挠度计算与实测分析
• 4.5 结论
• 第5章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录