劲性骨架混凝土拱桥施工稳定性研究

论文摘要

近年来,劲性骨架混凝土拱桥(SRC结构)作为应用钢管混凝土这一新型材料的桥型,由于其自身的优点以及与我国的桥梁建设实际情况的相适应,得到了迅速的发展。劲性骨架既是成桥后承载的组成部分,又是施工过程中的拱桥成型的支架,随着其跨径的增大,刚度越来越柔,因此,施工稳定性问题成为制约其发展的关键因素之一。本文在对我国同类桥型施工过程的计算成果进行学习和总结后,采用大型通用有限元程序ANSYS对某单孔上承式劲性骨架混凝土箱形拱桥的主拱圈施工过程建立了空间有限元模型进行求解。计算出当同时吊装合拢几根拱肋时可以满足施工稳定性要求并利于施工作业;找出浇筑混凝土过程中最不利于稳定性的施工阶段,进一步考虑了几何非线性因素对该最不利环节的影响。本文在国内外研究成果的基础上,依托实际工程,针对大跨度劲性骨架混凝土拱桥稳定性,通过有限元计算方法进行分析,得出的结论能给相近似的同类桥型设计与施工提供理论指导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 钢管混凝土拱桥简介
• 1.2.1 钢管混凝土拱桥的优点
• 1.2.2 钢管混凝土拱桥存在的问题
• 1.3 钢管混凝土拱桥的分类
• 1.4 劲性骨架施工方法简介
• 1.5 拱桥稳定理论研究的历史与现状
• 1.6 本文的主要内容
• 第二章 钢管混凝土的力学性能及计算理论
• 2.1 概述
• 2.2 单圆管轴心受压构件的计算
• 2.2.1 单圆管轴心受压构件的基本工作性能
• 2.2.2 单圆管轴心受压构件的强度计算
• 2.2.3 单圆管轴心受压构件的稳定计算
• 2.3 单圆管偏心受压构件的计算
• 2.3.1 单圆管偏心受压构件的基本工作性能
• 2.3.2 单圆管偏心受压构件的计算
• 2.4 格构柱的计算
• 2.4.1 整体稳定性
• 2.4.2 单肢验算
• 2.4.3 缀件计算
• 2.5 弹性变形模量的计算
• 第三章 拱桥稳定计算理论研究
• 3.1 稳定问题概述
• 3.2 稳定问题求解方法
• 3.3 拱的稳定计算理论
• 3.3.1 拱的平面屈曲
• 3.3.2 拱的侧倾失稳
• 3.4 拱的稳定计算有限元理论
• 3.4.1 线弹性有限元
• 3.4.2 弹塑性有限元
• 3.4.3 拱结构的非线性问题
• 3.4.4 求解方法
• 3.5 本章小结
• 第四章 劲性骨架混凝土拱桥施工方法
• 4.1 拱桥的施工方法
• 4.2 劲性骨架混凝土拱桥的施工方法
• 4.2.1 钢骨架的形成
• 4.2.2 混凝土浇筑过程
• 4.3 劲性骨架混凝土拱桥的施工过程中的稳定问题
• 4.4 本章小结
• 第五章 劲性骨架混凝土拱桥施工过程稳定性计算
• 5.1 引言
• 5.2 工程示例
• 5.2.1 工程概述
• 5.2.2 主拱圈施工过程
• 5.2.3 空间模型的建立
• 5.2.4 不同稳定问题的求解
• 5.3 本章小结
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢