鋼筋混凝土箱板拱橋是我國應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制拱箱纜索吊裝工藝進行施工。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,橫向纜風索的布置對拱肋穩(wěn)定性提高起到了很關鍵的作用。目前現(xiàn)行的《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》及《公路橋涵設計通用規(guī)范》并未就有橫向纜風索的拱肋穩(wěn)定性計算給出明確的計算方法,亦少有相應的文獻針對有橫向纜風索的單肋拱箱穩(wěn)定性規(guī)律做較為系統(tǒng)的研究。針對這一問題,本文在總結和吸收前人研究成果的基礎上,著重探討拱箱單肋合龍后的穩(wěn)定問題,主要內容涉及以下幾個方面:參照相關穩(wěn)定性理論和現(xiàn)有的研究成果,結合大跨徑箱型拱肋穩(wěn)定性分析中的結構行為特點,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。以實際橋梁工程為背景,分析了拱肋邊界條件對屈曲分析穩(wěn)定性的影響。對比有橫向纜風索與無纜風索狀態(tài)的拱肋屈曲穩(wěn)定系數(shù)變化規(guī)律;通過大量數(shù)值模擬分析結果,得到單肋拱箱在橫向纜風索作用下的屈曲穩(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】：重慶交通大學重慶市

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

采用完全Newton-Raphson迭代的弧長法

大跨徑的拱橋，其拱肋寬度可取接近2.8m,顯然與單個箱寬約為1.3m~1.7m這一規(guī)律不符合。根據(jù)調查統(tǒng)計的表3.1可見，拱箱頂板、底板、腹板厚度變化也較大，當拱橋跨徑較小時頂?shù)装搴穸壬孕。敼皹蚩鐝捷^大時頂?shù)装搴穸壬源�，但也不遵循某一�?guī)律進行幾何參數(shù)選擇，腹板厚度也同樣如此�；谏鲜鲈颍M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)一個合適的規(guī)律進行截面參數(shù)選用。為便于建模比較分析,對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，按照長細比相等的原則確定。圖3-1為烏江四橋復線橋實際拱箱截面參數(shù)。拱箱截面的幾何參數(shù)對拱肋穩(wěn)定性作用至關重要，但目前規(guī)范沒有規(guī)定唯一的參數(shù)選取標準，多是根據(jù)經驗選取截面的參數(shù)。當拱橋跨徑超過150m之后，尤其是近200m級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很好的規(guī)律可齲基于這一事實查閱了相關文獻，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)計如表3.1所示。表3.1部分箱板拱橋拱肋幾何參數(shù)計表橋梁名稱跨徑（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）頂板預制厚度（cm）底板厚度（cm）腹板厚度（cm）大碧溝大橋1001.7561/619015010101810錯開峽大橋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烏江四橋復線橋拱箱截面

重慶交通大學碩士畢業(yè)論文34本研究采用大型通用有限元程序ANSYS進行空間有限元分析，模型采用的坐標系方向為：沿著跨徑方向為Z方向，沿著拱肋截面橫向為X方向，豎直方向為Y方向。模型由拱肋和纜風索組成。其中纜風索模擬采用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化處理，便于分析做出以下兩點基本假定：鋼筋混凝土截面不開裂，鋼筋混凝土密實不存在自身缺陷，在分析時不計入由于開裂和不均勻等問題產生的抗彎、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)研究對象，本研究擬定涉及混凝土材料和風纜材料，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風纜合成纖維芯鋼索8.47E-047.56E+109.213拱箱截面特性見圖3-3。

【參考文獻】：
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本文編號：3097888