兰州雁盐黄河大桥施工全过程结构稳定仿真分析

摘要

钢管混凝土拱桥是我国近年来大力推广应用的一种新桥型，具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点。它较好地综合满足了修建桥梁所需求的用料省、安装重量轻、施工简便、承重能力大的诸多要求，是大跨度拱桥的一种比较理想的结构形式。这种结构的稳定性，在其施工和运营阶段都显得极为重要。钢管混凝土拱桥拱肋施工是一个复杂的过程，为保证最终的成桥线形和受力状态满足设计要求，对其施工全过程采取结构稳定仿真分析是很有必要的。雁盐黄河大桥就是一座钢管混凝土拱桥。该桥主桥长度为301m，为三跨连续(87m+127m+87m)下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥，钢管拱肋采用缆索吊机斜拉扣挂悬臂拼装法施工。 本文采用大型有限元计算软件ANASYS建立完整、详尽的全桥组合有限单元模型，旨在探讨分析下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥在施工过程中的稳定特性。论文中重点分析了拱桥关键施工过程(中跨节段悬臂拼装、中跨合龙、中跨填充混凝土、横梁吊装及成桥状态等过程)的结构稳定状况，并对其做出真实科学的评价与确认，为安全施工提供了依据。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1钢管混凝土拱桥的发展现状与趋势

1.1.1引言

1.1.2钢管混凝土拱桥的主要类型及结构特点

1.2本文的主要内容

第2章 兰州雁盐黄河大桥概况

2.1主桥上部结构概况

2.1.1主拱肋

2.1.2拱顶风撑(横撑)

2.1.3吊杆

2.1.4纵向杆系

2.1.5桥面系

2.2主桥下部结构概况

2.3本章小结

第3章 仿真计算模型与施工工况

3.1概述

3.1.1施工过程桥梁结构稳定及抗风检算的依据

3.1.2施工过程桥梁结构稳定及抗风检算的原则与内容

3.2仿真计算模型

3.3施工工况

3.4本章小结

第4章 施工全过程风载静力仿真分析

4.1静风荷载计算

4.1.1施工阶段计算基准风速

4.1.2阵风动压(指南4.2.2条)

4.1.3阵风荷载(指南4.2条)

4.2静风荷载下强度及变形计算

4.2.1中跨第一节段拼装

4.2.2中跨第二节段拼装

4.2.3中跨初合拢

4.2.4中跨填充混凝土

4.3施工全过程风载静力仿真分析

4.4本章小结

第5章 施工全过程稳定性仿真分析

5.1拱桥施工过程稳定分析有限元原理

5.2拱桥施工过程弹性稳定仿真分析

5.2.1中跨第一节段拼装

5.2.2中跨第二节段拼装

5.2.3中跨初合拢

5.2.4中跨钢筋填充混凝土

5.2.5吊横梁阶段

5.3拱桥成桥状态非线性稳定分析

5.4本章小结

第6章 施工过程中的动力风稳定性检算

6.1吊杆在吊挂横梁以后的钟摆式振动

6.2吊杆的涡激振动

6.2.1涡激振动机理

6.2.2吊杆涡振动的临界风速

6.3初成桥状态结构动力稳定分析

6.3.1结构自振特性分析

6.3.2颤振检验风速

6.3.3初成桥状态颤振临界风速验算

6.4本章小结

结论和建议

致谢

参考文献

个人情况简介