本文以新建和邢鐵路許村系桿拱橋為工程背景,對該類橋梁施工過程中的主要構(gòu)件的受力性能進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。主要分析內(nèi)容如下:(1)通過Midas/Civil軟件建立系桿拱橋整體模型,采用正裝分析的方法對該橋施工過程受力性能進(jìn)行詳細(xì)的分析;(2)通過改變施工中拱肋混凝土的澆注順序、采取不同收縮徐變模式,對拱肋的應(yīng)力影響以及不同方法確定的成橋狀態(tài)進(jìn)行了重點分析;(3)通過Midas/FEA軟件建立拱座實體有限元模型,探究了施工和運營階段,拱座的的應(yīng)力分布情況;(4)通過測試各施工階段的主梁和拱肋的應(yīng)力與變形,以及吊桿的內(nèi)力,并將其與有限元模型進(jìn)行對比分析,以指導(dǎo)該橋的施工。主要結(jié)論如下:(1)對于啞鈴型拱肋澆注管內(nèi)混凝土?xí)r,采用先對稱澆注上管混凝土,再對稱澆注下管混凝土的澆注順序,引起拱肋的受力和變形更平穩(wěn)。(2)對于本文算例中,四種不同收縮徐變模式下,拱肋應(yīng)力均呈現(xiàn)出按JTG D62-2004計算結(jié)果最大,按CEB-FIP(1990)與按CEB-FIP(2010)計算結(jié)果相近,按修訂的JTG D62-2004計算結(jié)果最小。根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗和相關(guān)文獻(xiàn)推薦使用CEB-FIP(2010)計算鋼管混凝土的收縮徐變。(3)通過對許村系桿拱橋成橋狀態(tài)的研究,可知“零位移法”得到的優(yōu)化結(jié)果最差。“剛性吊桿法”、“彎矩最小法”和“最小彎曲應(yīng)變能法”計算得到的拱肋彎矩和成橋吊桿力均相近,但最小彎曲應(yīng)變能法計算得到的系梁彎矩最為均勻。(4)施工階段和運營階段拱座以受壓為主,在支座位置及主梁剛度突變處均會出現(xiàn)不同的應(yīng)力集中,施工時應(yīng)注意該區(qū)域的施工質(zhì)量,以保證應(yīng)力的分散。(5)在施工過程中,實時對線形、應(yīng)力和吊桿力進(jìn)行全程監(jiān)控,監(jiān)控結(jié)果表明施工過程中各部分的應(yīng)力、變形均符合相關(guān)規(guī)范要求,成橋吊桿力也比較均勻。
【學(xué)位單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U448.225
【部分圖文】：

3.2 有限元模型分析3.2.1 建立計算模型本文采用有限元分析軟件 Midas/Civil 建立許村系桿拱橋計算模型，其中采用梁單元模擬主梁、拱肋鋼管及橫撐，采用桁架單元模擬吊桿。主橋模型共有單元 233 個，節(jié)點 227 個。模型中臨時支架均采用彈性連接僅受壓邊界條件來近似模擬，其連接剛度取 1×108kN/m，支座采用一般支撐來模擬，吊桿與主梁、拱座與主梁的連接均采用剛性連接模擬。有限元模型詳見圖 3-4。

3.2.3 各施工階段應(yīng)力結(jié)果分析結(jié)構(gòu)最終的應(yīng)力狀態(tài)是施工過程中的結(jié)構(gòu)的應(yīng)力逐步疊加的結(jié)果，對施工過程中結(jié)構(gòu)的應(yīng)力進(jìn)行合理地分析和控制，既可以保證橋梁施工中的安全，也可以確保成橋狀態(tài)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布合理。此處僅列出部分施工階段的應(yīng)力圖如圖 3-5～圖 3-8 所示。

結(jié)構(gòu)最終的應(yīng)力狀態(tài)是施工過程中的結(jié)構(gòu)的應(yīng)力逐步疊加的結(jié)果，對施工過程中結(jié)構(gòu)的應(yīng)力進(jìn)行合理地分析和控制，既可以保證橋梁施工中的安全，也可以確保成橋狀態(tài)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布合理。此處僅列出部分施工階段的應(yīng)力圖如圖 3-5～圖 3-8 所示。圖 3-5 張拉完第二批預(yù)應(yīng)力筋后應(yīng)力圖(單位：MPa)
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本文編號：2861619