钢管混凝土拱桥上部结构构造与横向稳定性研究

摘要

短短十余年间,钢管混凝土拱桥在我国取得了迅速地发展,如今我国在该类桥梁的应用上已经处于国际先进水平。钢管混凝土拱桥具有承载能力高,塑性、韧性及抗震性能好,施工简单快捷,耐火和耐腐蚀性能好,经济效果显著等独特的优点。因此,钢管混凝土结构在桥梁建设中得到了广泛的应用。随着桥梁结构跨径地不断增大,刚度越来越柔,钢管混凝土拱桥作为以受压为主的结构,稳定性问题成为制约其发展的关键因素之一。
　　本文叙述了系杆拱桥稳定性理论的研究现状,并针对钢管混凝土结构的特征,对结构的材料非线性与几何非线性问题进行了较为深入的研究。通过对系杆拱结构屈曲及失稳问题的不同理解和分析判断方法,以及我国规范中的相应要求,归纳总结出稳定性的一些基本计算方法,其中常用的有平衡法、能量法和振动法三种。
　　最后以实际工程为例,通过有限程序分析软件对钢管混凝土系杆拱桥在成桥阶段各工况下的整体稳定性进行详细的分析判断,得出各工况下模型的失稳模态以及稳定安全系数,讨论大跨度钢管混凝土系杆拱桥在成桥状态下所面临的主要稳定性问题,探讨影响钢管混凝土系杆拱桥稳定性的各项主要因素,并分析得出一定的结论。本文以成桥阶段不同桥面结构构造,即装配式预制桥面板简支于横梁上,整体浇注桥面板铰接于横梁上和桥面板与横梁整体浇注三种情况为中心,并通过变换不同的横撑形式,来重点分析不同桥面上部结构构造对下承式钢管混凝土系杆拱桥横向稳定性的影响。
　　本文以实际工程为依托,在国内外研究成果的基础上,针对钢管混凝土系杆拱桥的稳定性,通过有限元分析,得出的结论希望能够在当今工程中得到很好的应用。

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第一章 绪论

1.1 钢管混凝土拱桥应用与研究进展

1.2 钢管混凝土拱桥的构造特点

1.3 钢管混凝土系杆拱桥稳定性理论研究现状

1.4 本文问题提出及研究的主要内容

第二章 钢管混凝土拱桥稳定性理论

2.1 概述

2.2 钢管混凝土结构的材料性能

2.3 稳定问题概念与分类

2.4 钢管混凝土拱桥稳定性分析方法

2.5 拱桥平面内屈曲

2.6 拱桥侧倾失稳

2.7 钢管混凝土轴心受压构件工作性能

2.8 本章小结

第三章 稳定性计算方法研究

3.1 稳定性基本计算理论

3.2 拱式结构的稳定性计算

3.3 钢管混凝土哑铃型截面计算方法

3.4 本章小结

第四章 工程实例分析

4.1 实桥工程概况

4.2 成桥状态稳定性分析

4.3 不同横撑形式对结构稳定性的影响

4.4 影响参数对比分析

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 研究结论

5.2 展望

参考文献

致谢