中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥数值模拟分析

摘要

近年来，钢管混凝土拱桥作为一种新兴的应用新材料的桥型，由于自身的优点和我国桥梁建设的实际相结合，得到迅猛发展。而劲性骨架作为钢管混凝土拱桥的一种，并且兼顾钢管混凝土和钢筋混凝土拱桥的优点，是拱桥实现大跨径发展和跨越的一个良好的方向。
　　 本文以某中承式钢管混凝土拱桥在实际施工及养护中出现的问题为背景，提出若采用中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥能否避免该桥出现的问题。对此在原桥的基础上对采用劲性骨架钢管混凝土拱桥进行研究。主要开展的工作如下：
　　 1.讨论钢管混凝土劲性骨架拱桥计算方法，通过实际的桥梁计算对比不同的计算方法的差异，并分析了引起这些差异的原因。
　　 2.讨论了钢管混凝土劲性骨架拱桥的桥面板结构形式，通过计算找出最有利的适用于钢管混凝土劲性骨架拱桥的桥面板形式。
　　 3.建立中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥的空间模型，并对全桥建模过程中的关键问题作了详细研究。
　　 4.通过有限元计算对拱轴系数进行分析，并选出最有利与主拱圈受力的拱轴系数，对劲性骨架拱桥的不同施工阶段进行了静力分析，并分析桥梁自重荷载和温度荷载两种工况下拱肋的受力。
　　 5.在原桥的基础上，对比分析两种桥型在基础位移沉降对桥梁结构的影响，并分析短吊杆问题对结构的影响及处理方法。
　　 6.对比原钢管混凝土拱桥与钢管混凝土劲性骨架拱桥在结构性能及经济性能的差异。
　　 最后，根据有限元计算对比的结果从经济和结构上论证了采用钢管混凝土劲性骨架拱桥的可行性，并为钢管混凝土劲性骨架拱桥的设计和施工提供理论依据。