“飞燕式”钢管混凝土拱桥主拱与端横梁受力分析

摘要

"飞燕式"钢管混凝土拱桥为中承式柔性系杆拱结构,通过柔性系杆的张拉实现主拱墩推力自平衡.钢管混凝土拱桥施工过程中,拱内混凝土的灌注相对较复杂,是施工过程中的一个重点.同时由于柔性系杆的张拉,在边拱存在压重的问题.本文结合杭州市某钢管混凝土拱桥的施工监控课题,对该桥施工过程中全桥的仿真模拟、哑铃型拱肋的灌注顺序比较、端横梁缺陷处置以及端横梁优化等问题进行研究.通过对该上跨高速公路钢管混凝土柔性系杆拱桥施工过程的分析,以及端横梁缺陷处置的介绍,对拱桥施工过程的受力情况作一定的分析比较.同时对该类拱桥中容易存在的问题作一定的论述.对哑铃型拱肋混凝土灌注顺序的问题进行有限元模型分析.针对不同的拱肋混凝土灌注顺序对拱肋中钢管和混凝土自身的受力影响进行精确的分析比较.发现改钢管混凝土拱肋对于不同的混凝土灌注顺序,钢管受力影响很小.而对于管内混凝土,由于混凝土的灌注顺序不同使得管内混凝土的受力顺序先后有异,灌注顺序对其受力有着较大的影响.实际工程中的拱肋混凝土灌注顺序应对管内混凝土的受力进行验算.针对柔性系杆拱采用端横梁压重的问题,由于端横梁自重较大,而且系杆张拉后端横梁难以张拉预应力筋,端横梁的安全性是需要解决的一个难题.本文针对背景工程的缺陷处置,对端横梁及边拱肋的构造进行优化分析,发现适当增大边拱肋自重,可以有效改善端横梁的受力情况.在此类拱桥设计时应对端横梁的安全性问题引起重视,适当增大边拱肋自重,从而改善端横梁受力状态.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1钢管混凝土结构的应用与发展

1.2钢管混凝土结构在拱桥中的应用与发展

1.3管内混凝土制备与浇筑工艺

1.4论文的主要工作和研究内容

本章参考文献

第二章悬链线无铰拱计算原理及有限元理论

2.1悬链线拱的几何性质及弹性中心

2.2恒载作用下拱的内力计算

2.3裸拱内力计算

2.4梁单元有限元基本原理

2.5本章小结

本章参考文献

第三章钢管混凝土拱桥施工仿真分析

3.1工程背景及施工过程介绍

3.2施工过程模拟仿真分析

3.3本章小结

本章参考文献

第四章哑铃型钢管混凝土拱桥拱肋灌注顺序研究

4.1背景工程及计算假定

4.2混凝土灌注顺序对拱肋受力的分析研究

4.3本章小结

本章参考文献

第五章“飞燕式”钢管混凝土拱桥端横梁及边拱结构分析

5.1端横梁的作用

5.2端横梁处置方案

5.3增设支座的位置对端横梁受力影响

5.4边拱肋变化对端横梁安全性分析

5.5本章小结

本章参考文献

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢