本文選題：組合拱 + 勁性骨架��； 參考：《福州大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：將鋼桁腹桿作為拱結(jié)構(gòu)的一部分與上、下弦桿組成施工用的勁性骨架,在其上現(xiàn)澆混凝土頂?shù)装宓?形成的鋼桁腹桿混凝土拱結(jié)構(gòu)稱之為鋼桁腹桿-勁性骨架組合拱。此種橋型保留了勁性骨架施工法的優(yōu)點(diǎn),充分發(fā)揮了混凝土和鋼的作用,減輕了結(jié)構(gòu)白重,極大提高了混凝土拱的受力性能,應(yīng)用前景廣泛。對(duì)于鋼桁腹桿-勁性骨架組合拱的研究,已進(jìn)行420m鋼桁腹桿-勁性骨架組合拱橋試設(shè)計(jì)、相關(guān)型鋼混凝土短柱試驗(yàn)和計(jì)算理論研究。本文以420m試設(shè)計(jì)的鋼桁腹桿-勁性骨架混凝土組合拱橋?yàn)榛A(chǔ),進(jìn)行鋼桁腹桿-勁性骨架組合拱極限承載力的模型試驗(yàn)和有限元分析,得到該組合拱的整體受力性能和破壞模式,進(jìn)行該組合拱的極限承載力算法研究。本文的主要工作和得到的主要結(jié)論為：(1)以420m試設(shè)計(jì)的鋼桁腹桿-勁性骨架組合拱橋?yàn)樵?設(shè)計(jì)并制作了凈跨徑12m的鋼桁腹桿-勁性骨架組合模型拱,并進(jìn)行了兩點(diǎn)非對(duì)稱加載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,此類型拱的破壞模式接近二階失穩(wěn)破壞,裂縫沿著拱軸線方向開展要比沿截面高度方向開展快；整個(gè)受力全過程分為彈性、彈塑性和塑性三個(gè)階段；模型拱最終因塑性區(qū)域開展過大而喪失承載能力。(2)采用通用有限元軟件ANSYS建立鋼桁腹桿-勁性骨架組合拱的有限元計(jì)算模型,與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比以驗(yàn)證有限元模型的正確性。結(jié)果表明,有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,建立的有限元計(jì)算模型能較好地模擬鋼桁腹桿-勁性骨架組合拱的受力性能和極限承載力。(3)采用經(jīng)過驗(yàn)證的有限元計(jì)算模型進(jìn)行鋼桁腹桿-勁性骨架組合拱極限承載力的參數(shù)分析。結(jié)果表明,影響鋼桁腹桿-勁性骨架組合拱極限承載力的主要因素是腹桿布置形式、位置系數(shù)(鋼管外徑與截面邊長之比)、支管與主弦管的管徑比等。(4)在試驗(yàn)和有限元分析的基礎(chǔ)上,參考相關(guān)規(guī)范和相關(guān)研究,建立了鋼桁腹桿-勁性骨架組合拱極限承載力的等效梁柱法計(jì)算方法。運(yùn)用此方法計(jì)算了模型拱的極限承載力,并與有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了精度分析,結(jié)果表明該計(jì)算方法滿足精度要求且偏于安全。
[Abstract]:The steel truss web bar is used as a part of the arch structure, and the lower chord is used as the rigid skeleton for construction. The concrete arch structure of the steel truss web bar is called the steel truss web-stiffened skeleton arch, which is formed on the top and bottom slab of the cast-in-place concrete. The bridge type retains the advantages of the rigid skeleton construction method, fully exerts the functions of concrete and steel, reduces the white weight of the structure, greatly improves the mechanical properties of the concrete arch, and has a wide application prospect. For the research of steel truss web-stiffened frame composite arch, the experimental design of 420 m steel truss web-stiffened frame composite arch bridge has been carried out, and the relevant short steel concrete columns have been tested and calculated theoretically. Based on the steel truss web-stiffened concrete composite arch bridge designed at 420 m, the model test and finite element analysis of ultimate bearing capacity of steel truss web-stiffened frame composite arch are carried out in this paper. The overall mechanical behavior and failure mode of the composite arch are obtained, and the ultimate bearing capacity of the composite arch is studied. The main work and conclusion of this paper is: (1) based on the steel truss web-stiffened frame composite arch bridge designed at 420 m, a 12m net span steel truss web-stiffening frame composite arch is designed and fabricated. Two-point asymmetric loading tests were carried out. The experimental results show that the failure mode of this type of arch is close to second-order instability, the crack develops faster along the axis of the arch than along the height of the section, and the whole process of stress is divided into three stages: elasticity, elastic-plastic and plastic. Finally, the model arch loses its bearing capacity because the plastic region is too large. (2) the finite element calculation model of steel truss web-stiffened frame composite arch is established by using the universal finite element software ANSYS, and the results are compared with the experimental results to verify the correctness of the finite element model. The results show that the finite element calculation results are in good agreement with the experimental results. The finite element calculation model established can simulate the mechanical behavior and ultimate bearing capacity of steel truss web rock-stiffened skeleton composite arch better.) using the verified finite element calculation model, the limit of steel truss web rock-stiffened skeleton composite arch is carried out. Parameter analysis of bearing capacity. The results show that the main factor that affects the ultimate bearing capacity of steel truss web members and rigid frame composite arch is the form of web bar arrangement. The position coefficient (ratio of the outer diameter of the steel tube to the side length of the section, the diameter ratio of the branch tube to the main chord, etc.) is based on the test and finite element analysis, referring to the relevant specifications and research. An equivalent Liang Zhu method for calculating the ultimate bearing capacity of steel truss web-stiffened frame composite arch is established. The ultimate bearing capacity of the model arch is calculated by using this method, and the precision analysis is carried out with the result of finite element calculation. The results show that the calculation method meets the requirement of precision and is inclined to safety.
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU398.9

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本文編號(hào)：1913955