【摘要】：鋼管混凝土拱橋擁有較高的承載力、較好的穩(wěn)定性以及良好的經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn),在我國的大跨度橋梁建設(shè)中具有較好的發(fā)展前景。隨著橋梁理論、工藝、材料的快速發(fā)展,鋼管混凝土拱橋正向跨度更大、質(zhì)量更輕柔方向發(fā)展。因其施工中多采用纜索吊裝懸臂施工法,故對其建造過程中的穩(wěn)定性分析及風(fēng)荷載對不同施工階段的的影響研究極為重要。本文以廣西來賓市跨徑為335米的馬灘紅水河特大橋?yàn)橐劳?利用有限元軟件Midas Civil建立不同施工階段的結(jié)構(gòu)模型,對其進(jìn)行不同施工階段的恒載作用與靜風(fēng)荷載作用下穩(wěn)定性分析。取得的主要研究成果如下:1)通過邁達(dá)斯有限元軟件,建立各纜索吊裝施工階段的高精度有限元模型,提出了適合于鋼管混凝土拱橋的不同施工階段的模型參數(shù)、施加荷載、分析運(yùn)算及結(jié)果處理等方法。分析結(jié)果表明該鋼管混凝土拱橋在抗風(fēng)穩(wěn)定性方面滿足工程需要。2)結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范對靜風(fēng)荷載相關(guān)理論進(jìn)行研究和計(jì)算,確定了橋址處的風(fēng)荷載參數(shù),計(jì)算出各拱肋節(jié)段的靜陣風(fēng)風(fēng)速進(jìn)而得到其等效靜陣風(fēng)荷載,對橋梁施工控制提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。3)利用有限元模型,分別分析了恒載作用與靜風(fēng)荷載作用下拱肋吊裝施工階段、橋面吊裝施工階段、成橋階段等六種典型工況的位移、內(nèi)力及應(yīng)力變化,得到其相關(guān)數(shù)據(jù)云圖并確定出最不利的施工位置;對比不同等級風(fēng)荷載對施工階段的影響,得到橫橋向位移變化規(guī)律基本一致,橫橋向軸力極大值在合龍狀態(tài)時取得,風(fēng)對結(jié)構(gòu)彎矩的影響較大。4)通過研究了位移內(nèi)力變化規(guī)律,分析風(fēng)荷載對大跨度鋼管混凝土拱橋的影響,并為施工過程抗風(fēng)防護(hù)提出建議。穩(wěn)定分析結(jié)果表明,最危險施工階段為最大懸臂階段,其一類彈性穩(wěn)定系數(shù)為5.815,安全系數(shù)較低,且失穩(wěn)模態(tài)表現(xiàn)為臨時鉸局部橫向失穩(wěn)。
【圖文】：

圖 1-1 塔科馬海峽大橋遭遇風(fēng)毀Fig. 1-1 The tacoma Narrows bridge was destroyed by wind 1974 年的巴西尼特洛伊大橋，主跨長 300m，，在 16m/s 的風(fēng)速失穩(wěn)而被迫關(guān)閉。建成于 1995 年的東京灣大橋在建成 4 月后最長跨第一階豎向振幅達(dá)到 50cm[7]。建成于 2009 年的俄羅斯全長 154m，由于風(fēng)波動和荷載共振產(chǎn)生劇烈的波浪式振動，而被緊急關(guān)閉。國地處西太平洋沿岸，臺風(fēng)過境率高，受臺風(fēng)影響較大，特別梁風(fēng)致災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險較大。年建成通車的九江長江公鐵兩用鋼拱橋，全長 7675m，在低風(fēng)，在 7 級風(fēng)速時全橋由 38 根吊桿發(fā)生顯著渦振現(xiàn)象。年建成的楊浦斜拉橋全長 7658m，其中主橋 1172m，分別于 199渦振現(xiàn)象，影響到橋梁通行安全。年建成的洞庭湖大橋，全長 10174.2m，主橋梁長 5747.8m 在建導(dǎo)致橋面振動，影響橋梁安全。隨著橋梁跨度不斷增大、結(jié)構(gòu)異型越來越多，對橋梁抗風(fēng)穩(wěn)定

主拱肋半立面構(gòu)造圖（單位：mm）
【學(xué)位授予單位】：廣西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U448.22;U445.4

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本文編號：2653938