大跨度钢管混凝土受力性能研究

论文摘要

近年来,随着现代计算机技术的进步、有限元理论的广泛应用和新型组合材料的发展,钢管混凝土结构在桥梁建设中得到了广泛的应用。这种桥型充分发挥了钢材和混凝土材料的优点,有承载能力强、施工简便等优点。但目前我国尚无钢管混凝土拱桥设计及施工技术规范,因此对钢管混凝土拱桥进行受力特性研究是很有必要的。论文以来宾市来华大桥为背景工程展开研究,运用桥梁专用商业有限元软件MIDAS/Civil2010建立空间模型进行静力、动力、稳定性研究,并研究分析了影响该类桥型稳定性的主要因素.论文主要内容如下：1)静力计算分析：本论文首先对来宾市来华大桥进行静力分析,分别对施工阶段和成桥运营阶段的五种工况展开计算分析,对拱肋、桥面系、吊杆等进行验算,计算分析了混凝土徐变对挠度及混凝土应力的影响并得出结论；2)稳定性及影响因素分析：首先对该桥进行空间的弹性稳定性分析,之后研究了拱肋核心混凝土强度、拱肋含钢率、拱肋内倾角、温度、横撑布置数量及形式对稳定性的影响并得出结论。3)动力计算分析：首先对该桥进行了自振特性分析,之后采用反应谱分析方法和时程分析的方法对该桥的抗震性能进行分析并得出结论。本论文通过对背景工程的计算分析了钢管混凝土拱桥静力、动力、稳定性特征,研究了影响稳定性的主要因素,文中给出不同影响因素下的屈曲荷载系数,分析了不同因素对稳定性影响的大小,对实际工程有一定的参考价值和研究意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 我国拱桥的发展状况
• 1.2 钢管混凝土拱桥的发展状况
• 1.3 钢管混凝土拱桥的结构特点
• 1.4 钢管混凝土拱桥的研究现状
• 1.4.1 静力性能研究现状
• 1.4.2 稳定性研究现状
• 1.4.3 动力性能研究现状
• 1.5 本论文的研究内容及其意义
• 第2章 钢管混凝土拱桥的基本计算理论
• 2.1 钢管混凝上材料的计算理论
• 2.2 稳定性分析的相关理论
• 2.2.1 稳定理论
• 2.2.2 弹性屈曲分析
• 2.2.3 拱的面内屈曲
• 2.2.4 拱的侧倾失稳
• 2.3 动力特性分析的相关理论
• 2.3.1 固有振型、频率和阻尼
• 2.3.2 桥梁固有振动的有限元分析方法
• 第3章 大跨度钢管混凝土拱桥静力性能分析
• 3.1 工程概况
• 3.2 模型建立
• 3.3 荷载计算
• 3.4 成桥阶段静力性能计算与分析
• 3.4.1 主拱肋钢管和内填混凝土应力分析
• 3.4.2 桥面系横梁分析
• 3.4.3 挠度分析
• 3.4.4 吊杆应力分析
• 3.5 内填混凝土徐变影响分析
• 3.5.1 挠度影响分析
• 3.5.2 截面应力影响分析
• 3.6 施工阶段静力分析
• 3.6.1 施工阶段应力分析
• 3.6.2 施工阶段位移分析
• 3.7 小结
• 第4章 大跨度钢管混凝土拱桥稳定性及影响因素分析
• 4.1 来华大桥的弹性稳定性分析
• 4.2 拱肋钢管内填钢管混凝土强度对桥梁稳定的影响
• 4.3 拱肋钢管混凝土含钢率对桥梁稳定的影响
• 4.4 拱肋内倾角对桥梁稳定性的影响
• 4.5 温度变化对桥梁稳定性的影响
• 4.6 横撑布置数量及形式对中承式拱桥稳定性的影响
• 4.6.1 横撑布置数量对中承式拱桥稳定性的影响
• 4.6.2 横撑布置形式对桥梁稳定性的影响
• 4.7 小结
• 第5章 大跨度钢管混凝土拱桥动力性能分析
• 5.1 自振特性分析
• 5.1.1 概述
• 5.1.2 自振特性计算分析结果
• 5.2 反应谱分析
• 5.2.1 概述
• 5.2.2 结构振型分析
• 5.2.3 反应谱分析的地震动输入
• 5.2.4 地震反应谱分析计算结果
• 5.3 时程反应计算分析
• 5.3.1 时程分析法简介
• 5.3.2 地震波的输入
• 5.3.3 时程计算分析结果
• 5.4 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献