中承式钢管混凝土拱桥拆除阶段受力安全性能分析

摘要

本文结合依兰牡丹江大桥主桥的拆除施工，对中承式钢管混凝土拱桥的拆除方法、施工控制及施工阶段受力安全性能进行研究。
　　由于依兰牡丹江大桥主桥的工作性能已不能满足运营要求，需要拆除重建。本文结合目前两类主流桥梁拆除方法——爆破法和机械拆除法，根据依兰牡丹江大桥自身受力特点、拆除要求及环境限制，确定了拆除方案。然后按照拆除方案，运用空间有限元软件Midas/Civil对拆除过程各个阶段进行模拟，分析温度及风荷载对结构受力的影响，同时对拱肋变形及应力的变化规律、拱脚转角及水平推力进行分析。
　　为了保证桥梁顺利安全拆除，根据拆除方案建立完备的施工监控系统，在施工过程实测温度及风速，调整模型参数，确定拆除过程中变形及应力限值，将数据实测值与理论值进行对比分析，构成施工监控预警系统，确保拆除施工的顺利进行。最后对拆除过程中保留的主要受力构件——拱肋的受力安全性能进行分析，拱肋在拆除过程中始终处于安全可控的状态。
　　通过研究表明，根据不同的实际工程要选取与其相适应的施工方法及工艺，并要考虑到可能影响到结构的自然因素，利用有限元软件对施工过程模拟分析可以对施工方案提供建议，本文所研究的内容对同类桥梁的拆除施工具有一定的参考价值。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 钢管混凝土拱桥简介

1．2．1 钢管混凝土拱桥发展

1．2．2 钢管混凝土拱桥构造及特点

1．3 桥梁拆除方法简介

1．3．1 国内外桥梁拆除方法的发展

1．3．2 桥梁拆除的决定性因素

1．4 本文研究主要内容

2 钢管混凝土拱桥分析理论

2．1 钢管混凝土结构的基本工作性能

2．2 钢管混凝土拱桥施工阶段分析

2．2．1 施工阶段受力分析方法

2．2．2 施工阶段模拟分析方法

2．3 有限单元法在桥梁施工模拟中的应用

2．3．1 有限单元法理论概述

2．3．2 线性有限单元法基本理论

2．3．3 应用有限元法分析桥梁结构的步骤

2．4 本章小结

3 依兰牡丹江大桥拆除方案及有限元模拟分析

3．1 依兰牡丹江大桥概况

3．2 拆除方案的拟定

3．2．1 拆除方案制定基本原则

3．2．2 拆除方案制定

3．3 有限元模型模拟分析

3．3．1 有限模型的建立过程

3．3．2 拆除阶段有限元模拟分析

3．4 理论计算结果分析

3．4．1 拱肋变位及拱脚转角计算结果分析

3．4．2 应力计算结果分析

3．4．3 拱脚水平推力计算结果分析

3．5 本章小结

4 依兰牡丹江大桥拆除施工监控

4．1 桥梁施工监控的发展与现状

4．2 依兰牡丹江大桥拆除施工监控方法与监控体系的建立

4．3 依兰牡丹江大桥拆除施工监控内容

4．4 监测结果

4．4．1 拱肋测点监测结果

4．4．2 拱脚转角监测结果

4．4．3 4#墩、5#墩变位监测结果

4．5 本章小结

5 拆除过程中拱肋受力安全性能分析

5．1 拱肋受力安全性能分析

5．2 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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