鋼筋混凝土箱板拱橋是我國(guó)應(yīng)用極為廣泛的橋型之一,大跨徑和特大跨徑上承式箱板拱橋常采用預(yù)制拱箱纜索吊裝工藝進(jìn)行施工。在施工中若采用拱箱單肋合龍的方式,則拱肋穩(wěn)定性是需要著重考慮的問題之一。隨著拱肋跨徑增大,拱箱單肋合龍后的穩(wěn)定性問題則更為突出,橫向纜風(fēng)索的布置對(duì)拱肋穩(wěn)定性提高起到了很關(guān)鍵的作用。目前現(xiàn)行的《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》及《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》并未就有橫向纜風(fēng)索的拱肋穩(wěn)定性計(jì)算給出明確的計(jì)算方法,亦少有相應(yīng)的文獻(xiàn)針對(duì)有橫向纜風(fēng)索的單肋拱箱穩(wěn)定性規(guī)律做較為系統(tǒng)的研究。針對(duì)這一問題,本文在總結(jié)和吸收前人研究成果的基礎(chǔ)上,著重探討拱箱單肋合龍后的穩(wěn)定問題,主要內(nèi)容涉及以下幾個(gè)方面:參照相關(guān)穩(wěn)定性理論和現(xiàn)有的研究成果,結(jié)合大跨徑箱型拱肋穩(wěn)定性分析中的結(jié)構(gòu)行為特點(diǎn),建立了基于有限元原理的ANSYS拱肋穩(wěn)定性分析數(shù)值仿真模型。以實(shí)際橋梁工程為背景,分析了拱肋邊界條件對(duì)屈曲分析穩(wěn)定性的影響。對(duì)比有橫向纜風(fēng)索與無(wú)纜風(fēng)索狀態(tài)的拱肋屈曲穩(wěn)定系數(shù)變化規(guī)律;通過大量數(shù)值模擬分析結(jié)果,得到單肋拱箱在橫向纜風(fēng)索作用下的屈曲穩(wěn)定系數(shù)、幾何非線性穩(wěn)定系數(shù),并對(duì)比各穩(wěn)定系數(shù)之間的差異;還探討... 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

采用完全Newton-Raphson迭代的弧長(zhǎng)法

大跨徑的拱橋，其拱肋寬度可取接近2.8m,顯然與單個(gè)箱寬約為1.3m~1.7m這一規(guī)律不符合。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)的表3.1可見，拱箱頂板、底板、腹板厚度變化也較大，當(dāng)拱橋跨徑較小時(shí)頂?shù)装搴穸壬孕�，�?dāng)拱橋跨徑較大時(shí)頂?shù)装搴穸壬源�，但也不遵循某一�?guī)律進(jìn)行幾何參數(shù)選擇，腹板厚度也同樣如此�；谏鲜鲈�，進(jìn)行鋼筋混凝土箱板拱橋單肋拱箱合龍穩(wěn)定性分析很難根據(jù)一個(gè)合適的規(guī)律進(jìn)行截面參數(shù)選用。為便于建模比較分析,對(duì)于不同跨徑的拱肋截面，其斷面尺寸采用與150m跨徑拱肋相同的斷面尺寸為基礎(chǔ)，按照長(zhǎng)細(xì)比相等的原則確定。圖3-1為烏江四橋復(fù)線橋?qū)嶋H拱箱截面參數(shù)。拱箱截面的幾何參數(shù)對(duì)拱肋穩(wěn)定性作用至關(guān)重要，但目前規(guī)范沒有規(guī)定唯一的參數(shù)選取標(biāo)準(zhǔn)，多是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取截面的參數(shù)。當(dāng)拱橋跨徑超過150m之后，尤其是近200m級(jí)跨徑的鋼筋混凝土箱型拱橋，拱箱截面幾何尺寸就沒有一個(gè)很好的規(guī)律可齲基于這一事實(shí)查閱了相關(guān)文獻(xiàn)，做了部分不同跨徑拱橋鋼筋混凝土箱型截面幾何參數(shù)統(tǒng)計(jì)如表3.1所示。表3.1部分箱板拱橋拱肋幾何參數(shù)計(jì)表橋梁名稱跨徑（m）拱軸系數(shù)矢跨比拱箱高度（cm）單肋拱肋寬度（cm）頂板現(xiàn)澆層厚度（cm）頂板預(yù)制厚度（cm）底板厚度（cm）腹板厚度（cm）大碧溝大橋1001.7561/619015010101810錯(cuò)開峽大橋103.42.2341/517514615101510八宿縣怒江大橋1101.7561/6.875190136108188黃金大橋1201.3471/819014610101510鏵頭子大橋1301.7561/62001381010188烏江三橋1401.9881/52201461010156烏江四橋1501.7561/622014615102010嶺兜特大橋1602.1141/425019615102012新渡口大橋1701.61/526014610152010新雅江大橋1761.7561/6.82701601010206圖3-1烏江四橋復(fù)線橋拱箱截面

重慶交通大學(xué)碩士畢業(yè)論文34本研究采用大型通用有限元程序ANSYS進(jìn)行空間有限元分析，模型采用的坐標(biāo)系方向?yàn)椋貉刂鐝椒较驗(yàn)閆方向，沿著拱肋截面橫向?yàn)閄方向，豎直方向?yàn)閅方向。模型由拱肋和纜風(fēng)索組成。其中纜風(fēng)索模擬采用LINK180單元；拱肋采用BEAM189單元模擬。拱肋ANSYS有限元建模示意圖如圖3-2所示。圖3-2拱肋穩(wěn)定性分析ANSYS有限元幾何模型在建模分析中為簡(jiǎn)化處理，便于分析做出以下兩點(diǎn)基本假定：鋼筋混凝土截面不開裂，鋼筋混凝土密實(shí)不存在自身缺陷，在分析時(shí)不計(jì)入由于開裂和不均勻等問題產(chǎn)生的抗彎、抗扭等剛度的變化。鋼筋混凝土材料是均勻、連續(xù)、各向同性。根據(jù)研究對(duì)象，本研究擬定涉及混凝土材料和風(fēng)纜材料，材料參數(shù)見表3.2。表3.2材料及截面參數(shù)值名稱材料型號(hào)截面面積A（m2)彈性模量E（Pa）密度ρ（×103kg/m3)拱肋C50混凝土0.7883.45E+102.6風(fēng)纜合成纖維芯鋼索8.47E-047.56E+109.213拱箱截面特性見圖3-3。

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碩士論文
[1]異形拱橋的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動(dòng)力性能分析[D]. 杜光.西南交通大學(xué) 2011
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