【摘要】：近幾年,憑借良好的力學(xué)性能以及施工方便等眾多優(yōu)點(diǎn),勁性骨架鋼管混凝土拱橋得到了廣泛應(yīng)用。本文的研究圍繞鄭萬線某勁性骨架鋼管混凝土拱橋的施工方案、施工過程分析、靜力特性、動力特性等方面開展,主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)簡要論述了勁性骨架鋼管混凝土拱橋的發(fā)展概況以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對其受力特性進(jìn)行了簡單分析,提出了本文需要研究的內(nèi)容。(2)論述了勁性骨架鋼管混凝土的力學(xué)性能,并詳細(xì)介紹了其承載力計算理論。簡要概述了勁性骨架鋼管混凝土拱橋最常用的幾種施工方法,并分別說明各個方法的特點(diǎn)及適用情況。(3)結(jié)合鄭萬線某特大勁性骨架鋼管混凝土拱橋?qū)嵗?建立其Midas Civil有限元模型,針對該橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并結(jié)合地形提出了施工方案。利用軟件對施工過程進(jìn)行仿真分析,得到關(guān)鍵施工階段結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)以及變形情況,為施工監(jiān)測提供理論依據(jù)。(4)詳細(xì)分析了在成橋運(yùn)營階段主拱圈及拱上主梁的受力情況,分析了不同因素對主拱受力產(chǎn)生的影響。在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上單獨(dú)分析了溫度變形及收縮徐變導(dǎo)致墩頂高度的變化,由此產(chǎn)生的支座沉降使得橋梁內(nèi)力重分布。在有限元軟件中利用支座沉降組功能模擬墩頂高度變化,得到主梁內(nèi)力的變化情況。(5)計算了該勁性骨架鋼管混凝土拱橋的前十階自振特性,并分析了不同鋼管壁厚、不同管內(nèi)混凝土截面直徑以及拱肋內(nèi)傾角對自振特性的影響。然后,采用時程分析法對該橋進(jìn)行抗震性能分析。為了評估高速鐵路列車過橋時的狀態(tài),對該橋進(jìn)行了車-橋耦合動力分析,驗證了行車安全性。并分析了在不同車型、不同車速下橋梁的動力反應(yīng)以及考慮溫度效應(yīng)+收縮徐變效應(yīng)對車-橋耦合的影響。結(jié)果表明溫差效應(yīng)以及混凝土殘余變形屬于長波軌道不平順,對橋梁動力響應(yīng)的影響可以忽略不計。同一種車型隨著車速的增加,對橋梁的沖擊效應(yīng)也愈加明顯。不同車型由于車輛本身動力學(xué)性能有差異,對橋梁的動力影響也不相同,ICE3動車組對橋梁的沖擊作用相對較小。
【圖文】：

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文際拱橋建設(shè)中[10]，其中最具代表性的便是 1996 年建成通車的青葉大橋(主跨為180m)。鑒于勁性骨架的諸多優(yōu)點(diǎn)，我國專家也在該領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究工作。到20 世紀(jì) 90 年代初竣工的主跨為 115m 四川旺蒼東河大橋[11]，是國內(nèi)第一座公路鋼管混凝土拱橋。1995 年建成的四川攀枝花倮果金沙江大橋，為主跨 160 米勁性骨架鋼管混凝土箱肋中承式拱橋[12]。1997 年建成的重慶萬縣長江大橋更是打破了克羅地亞克爾克橋（Krk Bridge）1980 年創(chuàng)造的 390m 的世界跨徑紀(jì)錄，成為當(dāng)時世界最大跨度的勁性骨架鋼管混凝土拱橋（主跨 420 米）。2005 年竣工的重慶巫山長江大橋（圖 1.1），采用無支架纜索吊裝法施工，成為全世界跨徑最大(460m)、吊裝重量最重(180t)、吊塔距離最遠(yuǎn)(576m)、鋼管直徑最大(F1.22m)、吊裝高度最高(300m)的鋼管混凝土中承式拱橋[13]。

Fig.1.2 Cross section of steel reinforced concrete in common use abroad圖 1.2 列出了歐美和日本的鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的幾種常見的截面形式。由圖可以看出，歐洲的截面形式比較傳統(tǒng)，美國的形式較隨意。而日本的截面形式則是最豐富的，這和其應(yīng)用十分普遍是分不開的，且日本的鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范從第 4版開始就已經(jīng)把鋼管混凝土結(jié)構(gòu)包括在內(nèi)。由于實心式鋼骨混凝土具有承載力高和制作簡單兩大明顯優(yōu)勢，，近年來在歐美和日本等國家得到普遍運(yùn)用，日本的結(jié)構(gòu)規(guī)范也都極力推薦。我國的鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)最早使用于 20 世紀(jì) 50 年代工業(yè)廠房的修建中。后來，由于需要大量消耗鋼材而停止使用。80 年代末我國的建筑業(yè)開始蓬勃發(fā)展，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)重新迎來生機(jī)，但一開始只在高層建筑中使用，后來才逐漸運(yùn)用到拱橋當(dāng)中。早期選用型鋼作為拱橋骨架，隨后才使用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)來當(dāng)做勁性骨架。由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工方便，拱橋跨徑的突破屢次得以實現(xiàn)。到現(xiàn)在，國內(nèi)己經(jīng)興建了許多勁性骨架鋼管混凝土橋梁，選用的截面大多采用如圖 1.3 所示的形式[24]。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U441

【參考文獻(xiàn)】

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1 鄭曉龍;鄢勇;樊啟武;;考慮橋墩溫差效應(yīng)的車橋動力分析研究[J];鐵道工程學(xué)報;2015年08期

2 田云豪;;淺談橋梁史[J];大眾標(biāo)準(zhǔn)化;2015年06期

3 楊永清;文亞男;劉振宇;;鋼管混凝土勁性骨架對拱橋性能影響分析[J];西南公路;2013年04期

4 郝婷s

本文編號：2690170