發(fā)布時(shí)間：2020-05-26 08:55

【摘要】：從20世紀(jì)30年代末以來(lái),鋼管混凝土拱橋以其美觀新穎的結(jié)構(gòu)形式、優(yōu)良的結(jié)構(gòu)整體性和耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn),促使其在眾多中、大跨度橋型中迅速發(fā)展。在鋼拱肋和核心混凝土形成組合結(jié)構(gòu)之前,鋼拱肋不可避免地會(huì)產(chǎn)生初始應(yīng)力,不同核心混凝土澆筑方式會(huì)對(duì)初始應(yīng)力造成影響,也會(huì)對(duì)拱肋結(jié)構(gòu)抗震性能產(chǎn)生一定影響。本文采用有限元模擬分析法對(duì)一擬建啞鈴型截面凈跨130m中承式鋼管混凝土拱橋核心混凝土澆筑方式進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究,通過(guò)對(duì)八種不同核心混凝土澆筑方式進(jìn)行模擬分析,以優(yōu)化核心混凝土澆筑方式;采用反映普法、時(shí)程分析法對(duì)兩種不同核心混凝土澆筑方式進(jìn)行模擬分析,探索核心混凝土澆筑方式對(duì)鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。本文研究工作及成果總結(jié)如下:1.利用Midas Civil專(zhuān)用有限元軟件對(duì)八種常用的核心混凝土澆筑方式建立鋼管混凝土拱橋有限元模型進(jìn)行分析,單管全截面連續(xù)澆筑,先澆筑下弦管,再澆筑上弦管,最后澆筑腹腔混的方式較為優(yōu)越;根據(jù)施工工期,適當(dāng)增加隔倉(cāng)板進(jìn)行分段澆筑,可減小拱肋初始應(yīng)力及拱肋豎向位移;2.根據(jù)本案例橋址所處地震場(chǎng)地類(lèi)別以及其自身動(dòng)力特性,使用軟件MIDAS Building進(jìn)行天然地震波選取,采用軟件SeismoMatch對(duì)天然地震波進(jìn)行修正,選用軟件SeismoArdif根據(jù)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜曲線擬合人工地震波,所得到的四條地震波參數(shù)均滿足抗震設(shè)計(jì)要求;3.通過(guò)Midas Civil有限元軟件對(duì)兩種不同核心混凝土澆筑方式進(jìn)行反應(yīng)譜分析和時(shí)程分析,發(fā)現(xiàn)時(shí)程分析結(jié)果與反應(yīng)譜分析結(jié)果規(guī)律基本相同,核心混凝土澆筑方式的不同對(duì)拱肋抗震性能的有一定的影響,可通過(guò)優(yōu)化核心混凝土澆筑方式改善拱肋的抗震性能;4.通過(guò)對(duì)關(guān)鍵截面內(nèi)力、位移及應(yīng)力分析可發(fā)現(xiàn)地震作用對(duì)拱腳截面影響較大,宜對(duì)拱腳采取合理的構(gòu)造措施進(jìn)行加強(qiáng);且反應(yīng)譜分析和時(shí)程分析表現(xiàn)出較大的橫向位移,本橋橫向剛度較小,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過(guò)增大橫撐截面尺寸、適當(dāng)增加橫撐數(shù)量以及減小橫撐間距等方式增加橫向橋向剛度。本文研究工作可為同類(lèi)啞鈴型鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)提供參考,也可為本橋后續(xù)施工圖設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。
【圖文】：

1 緒論1.1 鋼管混凝土拱橋發(fā)展概述鋼管混凝土拱橋的運(yùn)用開(kāi)始于 20 世紀(jì) 30 年代后期，在今俄羅斯圣彼得堡建造了座橫跨涅瓦河凈跨 101m 的下承式鋼管混凝土公路拱橋，和一座位于今亞洲北部俄羅境內(nèi)凈跨 140m 的上承式鋼管混凝土拱橋[1]。1932-1936 年，在今俄羅斯圣彼得堡建成了一座橫跨涅瓦河的公路橋，取名沃洛爾斯基（Volodarsky）大橋（圖 1.1）。該橋共計(jì)三跨，兩側(cè)邊跨為凈跨 101.1m 剛性柔性拱結(jié)構(gòu)的下承式鋼管混凝土系桿拱橋，中跨是一座活動(dòng)的雙葉垂直開(kāi)啟橋。沃洛爾斯基大橋，其鋼管混凝土結(jié)構(gòu)隱藏在拱肋中，采用一種特殊的拱肋的加固形式，首用鋼筋將一組 4 根的小直徑鋼管混凝土構(gòu)件綁扎在一起，形成成束式節(jié)段單元，，然后這些節(jié)段單元布置在拱形肋中并縱向連接，最后用鋼筋將這些元件進(jìn)行橫向綁扎，從在拱形肋中形成加強(qiáng)件。

啞鈴型鋼管混凝土拱橋核心混凝土澆筑方式優(yōu)化及地震響應(yīng)分析在 20 世紀(jì) 60 年代，英國(guó)學(xué)者 NeogiPK 系統(tǒng)地研究了鋼管與混凝土之間的相互用，發(fā)現(xiàn)混凝土受到鋼管環(huán)向的約束作用，顯著提高了混凝土材料抗壓強(qiáng)度的現(xiàn)象，提出了幾種關(guān)于鋼管混凝土構(gòu)件正常使用承載能力和極限承載能力的計(jì)算方法。鑒于工技術(shù)問(wèn)題，管內(nèi)核心混凝土施工技術(shù)未得到很好的解決，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在施工中優(yōu)勢(shì)未得到有效發(fā)揮。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：U448.22

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