哑铃型截面钢管混凝土系杆拱桥施工优化及受力分析

摘要

近年钢管混凝土拱桥因其造型美观、施工方便、受力性能好等优点等到广泛应用。本文以叙古高速螺丝寨下承式系杆拱桥为研究对象，从施工难度及经济性指标等方面入手，对钢管混凝土拱桥的施工方案进行了深入对比分析;结合大型空间有限元程序，建立了空间有限元整体模型及局部模型，对施工优化前后结构的整体受力及关键部位的应力进行了详尽研究，论文开展的主要工作及结论如下:
　　(1)介绍钢管混凝土的特点以及钢管混凝土拱桥的发展概况及研究现状。以叙古高速螺丝寨拱桥为工程背景，简要介绍钢管混凝土拱桥的施工方法，通过有限元Midas/Civil模拟支架系统的受力来比选拱肋拼装吊装的施工方案。
　　(2)通过有限元软件Midas/Fea建立拱肋局部实体模型、Midas/Civil建立拱肋杆系模型以及考虑施工阶段的全桥模型，对钢管截面应力、管内混凝土应力已经拱肋的稳定性进行分析来确定管内混凝土的泵送顺序，最后得出结论:先灌注下弦管为最优的施工方法，中间缀板不浇筑混凝土也能保证施工以及后期运营安全。
　　(3)基于圣维南原理运用有限元软件Midas/Fea建立拱脚局部模型，将杆系模型中所得到的各杆件的内力按照静力等效原则施加于拱脚局部模型的拱肋端截面。通过分析不同施工阶段拱脚局部受力的变化，为今后进一步研究这类结构提供一些参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景

1．1．1 钢管混凝土系杆拱桥的分类

1．1．2 钢管混凝土拱肋截面的分类

1．1．3 钢管混凝土系杆拱桥的特点

1．2 钢管混凝土系杆拱桥研究的现状

1．2．1 钢管混凝土拱桥的发展和研究现状

1．2．2 钢管拱肋的计算方法研究现状

1．2．3 钢管拱肋的施工技术研究现状

1．3 本文主要研究内容

2．1 概述

2．2 工程概况

2．2．1 工程简介

2．2．2 主要设计指标及材料

2．2．3 工程地质地形条件

2．3 螺丝寨拱桥施工方案

2．3．1 现浇桥道梁施工方案

2．3．2 拱肋施工方案

2．4 主体结构施工方案比较与优化

2．4．1 劲性支架的受力性能比较

2．4．2 施工工期比较

2．4．3 社会经济效益比较

2．5 本章小结

第三章 拱圈主体施工受力分析与优化

3．1 有限元模型分析

3．2 拱肋施工受力分析与优化

3．2．1 概况

3．2．2 拱肋施工方案比较

3．2．3 拱肋施工受力分析

3．3 上、下弦管施工受力分析与优化

3．2．1 上、下弦管施工施工方案比较

3．2．2 上、下弦管施工施工受力分析

3．4 缀板施工受力分析与优化

3．4．1 稳定性分析理论

3．4．2 缀板施工方案比较

3．4．3 缀板旋工方案稳定性比较

3．5 本章小节

4．1 概述

4．2 局部有限元模型及工况

4．2．1 有限元模型

4．2．2 边界条件

4．2．3 受力工况及边界力等效

4．3 拱脚局部受力分析

4．3．1 工况一下拱脚局部受力性能分析

4．3．2 工况二下拱脚局部受力性能分析

4．3．3 工况三下拱脚局部受力性能分析

4．3．4 工况四下拱脚局部受力性能分析

4．3 本章小结

结论与展望

本文主要工作与结论

展望

参考文献

致谢

附录