铁路钢管混凝土系杆拱桥施工力学特性研究

论文摘要

随着刚管混凝土技术的日益成熟,钢管混凝土构件已经广泛应用到拱桥上。由于钢管混凝土具抗压性能好、承载能力高、施工方便等特点,因而钢管混凝土成功解决了拱桥材料强度高和施工困难的难题。由于钢管混凝土拱桥具有自重轻、造型轻盈美观等优点,其受到越来越多城市的亲睐,而且成为很多城市的标志性建筑,因此,对其研究愈显重要。本论文以某下承式钢管混凝土系杆拱桥为工程实例,对其在施工过程中拱肋灌注线型控制、混凝土的收缩徐变作用对钢管混凝土拱桥的影响、优化吊杆张拉顺序等进行研究。主要内容包括四方面：（1）运用有限元软件ANSYS,对该拱桥有可能出现的灌注管内混凝土顺序的施工工况进行全面的分析,便于全面、正确了解钢管混凝土哑铃截面灌注混凝土时的截面受力,同时得出哑铃形截面拱桥的合理的灌注顺序。（2）建立钢管混凝土哑铃拱肋采用拉杆与不采用拉杆的有限元模型,进行对比分析；分别得出采用拉杆和不采拉杆的管内泵送混凝土的参考压力设计值。（3）运用有限元软件Midas-Civi,建立全桥的空间有限元模型,对该拱桥进行施工监控理论计算、施工阶段静力计算结果分析,优化吊杆的张拉顺序。（4）通过采用不同方法来计算钢管混凝土复合刚度,得到刚度相同而材料不同的三种方案。然后通过三种方案比较分析混凝土收缩徐变作用对采用不同材料的拱桥的位移、应力及吊杆力的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 钢管混凝土拱桥的发展概况
• 1.1.1 钢管混凝土拱桥的发展概述
• 1.1.2 管混凝土拱桥的在我国迅速发展的原因
• 1.2 钢管混凝土拱桥的施工控制概述
• 1.2.1 钢管混凝土拱桥的施工控制重要性
• 1.2.2 钢管混凝土拱桥的控制流程
• 1.3 钢管混凝土拱桥的计算理论
• 1.3.1 钢管混凝土收缩徐变特性
• 1.3.2 钢管混凝土拱桥的拱肋刚度计算
• 1.4 钢管混凝土拱桥的施工过程计算的研究现状
• 1.4.1 钢管内混凝土灌注阶段的研究研究现状
• 1.4.2 钢管混凝土拱桥的施工过程计算的存在问题
• 1.5 本文的工程背景及研究内容
• 1.5.1 背景工程概况
• 1.5.2 本文主要研究的内容
• 2 哑铃形钢管混凝土拱肋灌注施工阶段分析研究
• 2.1 拱肋灌注施工方法
• 2.2 结构受力状态分析
• 2.2.1 哑铃形拱肋截面相关参数
• 2.2.2 拱肋灌注施工工况
• 2.2.3 计算模型
• 2.2.4 结构受力分析
• 2.3 本章小结
• 3 钢管混凝土拱桥施工控制的计算理论
• 3.1 施工控制的目的与内容
• 3.2 施工过程控制的计算分析方法
• 3.2.1 施工过程中拱肋模拟分析方法
• 3.2.2 施工阶段划分
• 3.2.3 有限模型说明
• 3.3 施工控制的理论值
• 3.3.1 成桥阶段的累计位移
• 3.3.2 活载位移
• 3.3.3 预拱度
• 3.3.4 定位（立模）标高计算
• 3.4 施工阶段静力计算分析
• 3.4.1 拱梁各施工阶段应力分析
• 3.4.2 施工阶段吊杆的内力变化分析
• 3.4.3 吊杆的不同张顺序对拱肋应力的影响
• 3.5 本章小结
• 4 钢管混凝土收缩徐变作用分析
• 4.1 概述
• 4.2 混凝土收缩、徐变计算理论
• 4.2.1 常用混凝土徐变的计算模式
• 4.2.2 普通混凝土的收缩计算模式
• 4.2.3 混凝土徐变的主要计算方法
• 4.4 收缩徐变作用对拱桥的影响分析
• 4.4.1 钢管混凝土复合刚度取值
• 4.4.2 收缩徐变作用对拱肋和吊杆的影响
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果