【摘要】：鋼筋混凝土箱型拱橋起源于拱橋拱圈輕型化探索的進(jìn)程之中,以其自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用,但近年來(lái)發(fā)生了多起拱橋橋道系結(jié)構(gòu)垮塌的事故,且事故多集中于中、下承式拱橋,表現(xiàn)為吊桿斷裂引發(fā)橋道系的連續(xù)垮塌,屬于結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的研究范疇。目前針對(duì)中、下承式鋼筋混凝土箱型拱橋橋道系連續(xù)垮塌機(jī)理的研究不多,橋道系穩(wěn)固性評(píng)價(jià)指標(biāo)尚不完善。本文在總結(jié)中、下承式拱橋橋道系垮塌事故的基礎(chǔ)上,結(jié)合在役箱型拱橋橋道系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以某中承式鋼筋混凝土箱型拱橋?yàn)楸尘?通過(guò)理論計(jì)算和數(shù)值模擬的方式研究了吊桿斷裂下懸吊橋道系連續(xù)垮塌的機(jī)理,并探討了懸吊橋道系穩(wěn)固性的評(píng)價(jià)方法。研究的主要內(nèi)容。及成果如下:(1)總結(jié)了拱橋垮塌事故原因,分析了典型懸吊橋道系結(jié)構(gòu)形式總結(jié)了國(guó)內(nèi)中、下承式拱橋的垮塌事故,分析了垮塌拱橋橋道系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),結(jié)論表明吊桿斷裂是引發(fā)橋道系連續(xù)垮塌的外因,采用橫梁受力為主的懸吊式橋道系是垮塌的內(nèi)因,歸納整理了結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的理論研究、評(píng)價(jià)指標(biāo)和抗連連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展與現(xiàn)狀。(2)分析了懸吊橋道系的靜、動(dòng)力性能,研究了吊桿驟斷的沖擊系數(shù)針對(duì)橫梁受力為主的懸吊式橋道系,從靜力分析的角度,研究了橋道系結(jié)構(gòu)中橫梁、橋面板的受力和變形,得出影響橋道系力學(xué)性能的影響因素;從動(dòng)力分析的角度,研究了吊桿破斷對(duì)簡(jiǎn)化橋道系結(jié)構(gòu)的沖擊作用,將驟斷吊桿模擬為反向等效沖擊荷載,應(yīng)用ABAQUS軟件分析了模型邊吊桿和中間吊桿不同斷裂情況下的動(dòng)力沖擊放大系數(shù)?,結(jié)論表明?取值在1.5~1.8之間,滿足通常假設(shè)的橋梁結(jié)構(gòu)?值取為1.5~2.0的范圍。(3)研究了橋道系結(jié)構(gòu)的破壞指標(biāo),提出了橋道系連續(xù)垮塌的分析流程以吊桿最大允許拉應(yīng)力作為破斷指標(biāo),以吊桿橫梁間橋面相對(duì)位移作為橋面板的垮塌指標(biāo),利用ABAQUS軟件對(duì)實(shí)例拱橋的鋼筋混凝土橋面板建立精細(xì)化模型,分析得出橋面板垮塌前后的橋面相對(duì)位移最大值。提出了基于拆除構(gòu)件法的懸吊式橋道系連續(xù)垮塌分析方法,并給出中、下承式鋼筋混凝土箱型拱橋橋道系連續(xù)垮塌分析流程。(4)模擬了吊桿斷時(shí)橋道系的垮塌過(guò)程,分析了橋道系的垮塌機(jī)理利用ABAQUS瞬態(tài)動(dòng)力分析對(duì)實(shí)例拱橋進(jìn)行橋道系垮塌過(guò)程模擬,采用拆除構(gòu)件法分析了不同吊桿斷列組合對(duì)橋道系中橋面板的位移、應(yīng)力的影響和對(duì)相鄰吊桿拉應(yīng)力的影響。結(jié)果表明,單根吊桿斷時(shí)橋面未發(fā)生垮塌,中間長(zhǎng)吊桿斷對(duì)橋面的位移影響較大,短吊桿斷對(duì)其余吊桿的應(yīng)力影響較大,且吊桿斷裂對(duì)相鄰吊桿影響最大;同側(cè)相鄰兩根吊桿同時(shí)斷裂時(shí)會(huì)引發(fā)橋道系的連續(xù)垮塌;同一橫梁上下游兩根吊桿斷時(shí),僅中間長(zhǎng)吊桿同時(shí)斷會(huì)引發(fā)橋道系的連續(xù)垮塌。(5)探討了懸吊橋道系穩(wěn)固性的評(píng)價(jià)方法,評(píng)價(jià)了實(shí)例模型的穩(wěn)固性探討了基于吊桿損傷斷裂的中、下承式鋼筋混凝土箱型拱橋橋道系穩(wěn)固性評(píng)價(jià)方法,通過(guò)計(jì)算吊桿斷裂后橋道系剩余構(gòu)件的冗余度,將構(gòu)件冗余度最小值作為橋道系的穩(wěn)固性指標(biāo)。對(duì)實(shí)例拱橋做了穩(wěn)固性評(píng)價(jià),并與實(shí)例模型橋道系連續(xù)垮塌過(guò)程進(jìn)行比照,結(jié)果表明基于結(jié)構(gòu)冗余度的橋道系穩(wěn)固性評(píng)價(jià)方法與模擬情況較為吻合。
【圖文】：

(e) 宜賓小南門(mén)大橋吊桿 (f) 宜賓小南門(mén)大橋錨頭斷裂部分橋面跨塌 銹蝕鋼絞線發(fā)生斷裂圖 1.1 鋼筋混凝土箱型拱橋典型病害011 年 7 月 14 日建成 11 年的福建武夷山公館大橋發(fā)生吊桿斷裂、橋面重大事故，該事故中一輛旅游大巴落入河中，導(dǎo)致 1 人當(dāng)場(chǎng)死亡，22調(diào)查，，事故原因是吊桿的疲勞破壞，在嚴(yán)重超載、超限的車輛運(yùn)行下繼而引發(fā)連鎖效應(yīng)，造成拱橋橋面的整體垮塌，如圖 1.2 所示。此次事

(e) 宜賓小南門(mén)大橋吊桿 (f) 宜賓小南門(mén)大橋錨頭斷裂部分橋面跨塌 銹蝕鋼絞線發(fā)生斷裂圖 1.1 鋼筋混凝土箱型拱橋典型病害 7 月 14 日建成 11 年的福建武夷山公館大橋發(fā)生吊桿斷裂、橋事故，該事故中一輛旅游大巴落入河中，導(dǎo)致 1 人當(dāng)場(chǎng)死亡，2，事故原因是吊桿的疲勞破壞，在嚴(yán)重超載、超限的車輛運(yùn)行下引發(fā)連鎖效應(yīng)，造成拱橋橋面的整體垮塌，如圖 1.2 所示。此次關(guān)部門(mén)對(duì)吊桿拱橋的大普查。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U448.22

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2592068