上承式钢管混凝土拱桥设计的若干关键技术问题研究

摘要

钢管混凝土拱桥近年来在我国发展很快，然而对于钢管混凝土拱桥设计理论的研究相对滞后于工程实践。在上承式钢管混凝土拱桥设计过程中存在的关键技术问题有：施工过程中的体系转换使得截面的应力变化明显；钢管内混凝土的徐变作用，导致钢管和混凝土发生截面应力重分布，最终引起钢管应力的显著增加；施工过程中和成桥后的稳定性问题特别突出等等。　　本文以一上承式钢管混凝土拱桥——千岛湖大桥的设计与施工为例，使用大型通用有限元分析软件MIDAS/CIVIL，建立该桥的空间计算模型，根据实际施工工序，对该桥施工阶段及运营阶段进行静力分析，得出各控制截面的应力变化时程曲线，计算了主拱肋在各种荷载影响下成桥阶段的应力状态和变形，同时考虑不同湿度下混凝土的徐变效应对钢管混凝土拱桥拱肋内力和应力的重分布以及稳定性的影响。本文还采用空间模型对稳定性问题进行计算，通过施工过程和成桥后的特征值分析，确定了最不利失稳阶段。计算结果表明，该桥在施工阶段和运营阶段均有较好的稳定性。　　本文的研究结果已成功地应用于千岛湖大桥的设计与施工实践中，确保了该桥设计与施工的顺利实施，并为上承式钢管混凝土拱桥的设计提供了理论依据。

目录

文摘

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1绪论

1.1引言

1.2钢管混凝土拱桥发展的历史回顾

1.3分析设计中的关键技术问题

1.4研究的主要内容

2总体结构设计

2.1分析对象

2.2主拱截面参数的选定

2.3小结

3主拱结构的受力分析

3.1引言

3.2施工阶段的受力分析

3.2.1施工计算工况及有限元计算模型

3.2.2主拱吊装悬拼架设阶段结构的受力分析

3.2.3成拱体系转换

3.2.4浇注钢管混凝土阶段的结构受力分析

3.3运营阶段的受力分析

3.4混凝土徐变对钢管混凝土的影响

3.5小结

4结构稳定计算

4.1引言

4.2稳定分析方法和计算模型的建立

4.3稳定计算结果

4.4小结

5总结与展望

5.1总结

5.2展望

致 谢

参考文献

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