混凝土收缩徐变对钢管混凝土拱梁组合结构内力重分布的影响

摘要

梁拱组合桥梁以其兼具梁桥和拱桥的受力特点，越来越多的受到桥梁工作者的青睐。近年来，梁拱组合桥梁如雨后春笋出现在桥梁的工程实践中，特别是在大跨度的铁路桥梁，梁拱组合桥梁在安全、适用、经济、美观四个方面都表现了强劲的竞争力。而钢管混凝土拱桥以其同时解决高强材料的应用和施工两大难题，在我国得到了迅速的发展和运用，所以钢管混凝土拱与梁桥的结合在梁拱组合桥梁中使用最多。但钢管混凝土拱梁组合结构在设计理论的研究还远远落后于工程实践，对这种新颖的组合桥梁的结构性能展开研究具有重要的现实指导意义。
　　本文以下承式钢管混凝土拱梁组合桥梁广元嘉陵江双线特大桥为工程背景，利用大型有限元软件Midas/civil对混凝土收缩徐变效应进行全桥模拟分析，研究混凝土收缩徐变对钢管混凝土拱梁组合桥梁结构变形、内力的影响以及对截面应力重分布的影响规律，结果表明:
　　①主梁挠度在施工阶段受混凝土的收缩徐变影响较大，但成桥后主梁挠度变化很小;钢管混凝土拱肋的挠度在收缩徐变的影响下，变化很小。
　　②混凝土的收缩徐变对主梁的内力影响不大，但对钢管混凝土拱肋的拱脚处剪力和弯矩影响很大。
　　③全桥混凝土的收缩徐变对主梁的截面纵向应力的影响并不明显，成桥后截面纵向压应力几乎都将出现不断减少的趋势，但应力的改变值和改变比例都不大;管内混凝土的收缩徐变使得钢管混凝土拱发生明显的截面应力重分布，其结果导致钢管截面应力越来越大，管内混凝土截面应力越来越小。
　　开展对钢管混凝土拱梁组合桥梁收缩徐变效应的参数分析，探讨不同桥面系恒载、钢管截面刚度引起收缩徐变效应的不同。桥面系恒载越大，收缩徐变效应越明显;钢管截面刚度不同，收缩徐变效应也会表现很大差别。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 梁拱组合体系桥梁的产生和发展现状

1．2 梁拱组合体系桥梁的主要结构形式

1．3 梁拱组合体系桥梁的受力特点

1．4 钢管混凝土拱梁组合体系桥梁发展概况

1．4．1 钢管混凝土结构的产生

1．4．2 钢管混凝土拱桥在我国的发展

1．4．3 钢管混凝土拱梁组合体系桥梁的应用实例

1．5 本文的主要研究内容

第二章 混凝土的收缩徐变作用机理和研究方法

2．1 收缩徐变的基本概念

2．1．1 混凝土的收缩

2．1．1 混凝土的徐变

2．2 混凝土收缩徐变的作用机理

2．2．1 混凝土收缩机理

2．2．2 徐变的基本机理

2．3 收缩徐变的影响因素

2．3．1 内部因素

2．3．2 外部因素

2．4 混凝土收缩徐变计算的基础理论

2．4．1 有效模量法

2．4．2 老化理论

2．4．3 弹性徐变理论

2．4．4 弹性老化理论

2．4．5 绩效流动理论

2．4．6 龄期调整有效模量法

2．5 钢管混凝土构件的收缩徐变特性

2．5．1 钢管混凝土构件的收缩特征

2．5．2 钢管混凝土构件的徐变特征

2．6 本章小结

第三章 建立结构内力分析的梁拱组合桥梁模型

3．1 广元嘉陵江双线特大桥简介

3．1．1 主要设计参数

3．1．2 施工方法和步骤

3．2 有限元计算模型的建立

3．2．1 混凝土主梁的模拟

3．2．2 钢管混凝土拱肋的模拟

3．2．3 吊杆和横撑的模拟

3．2．4 计算的模型的简化处理

3．3 本章小结

第四章 混凝土收缩徐变引起梁拱组合结构内力变化的分析

4．1 主梁合龙和成桥状态主梁的受力性能对比分析

4．1．1 主梁的内力对比分析

4．1．2 主梁的应力对比分析

4．2 混凝土收缩徐变引起结构挠度的变化

4．3 混凝土收缩徐变引起结构内力的变化

4．3．1 混凝土收缩徐变对轴力的影响

4．3．2 混凝土收缩徐变对剪力的影响

4．3．3 混凝土收缩徐变对弯矩的影响

4．4 混凝土收缩徐变引起截面应力的变化

4．4．1 混凝土收缩徐变引起主梁应力的变化

4．4．2 混凝土收缩徐变引起拱肋截面应力的重分布

4．5 本章小结

第五章 梁拱组合桥梁的收缩徐变效应参数分析

5．1 桥面系恒载对钢管混凝土拱梁组合桥梁收缩徐变效应的影响

5．1．1 收缩徐变对钢管混凝土拱梁组合桥梁挠度的影响

5．1．2 收缩徐变对钢管混凝土拱梁组合桥梁截面应力的影响

5．2 拱肋截面刚度对钢管混凝土拱梁组合桥梁收缩徐变效应的影响

5．2．1 收缩徐变对钢管混凝土拱梁组合桥梁挠度的影响

5．2．2 收缩徐变对钢管混凝土拱梁组合桥梁截面应力的影响

5．3 本章小结

第六章 结论和展望

6．1 主要结论

6．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论文及参与的工程实践项目