铁路钢桁梁柔性拱桥拱结构架设方案比较和稳定性分析研究

论文摘要

论文以合福铁路合肥南环线经开区铁路钢桁梁柔性拱桥为工程背景,研究拱结构架设方案和杆件整体稳定性,提出改善结构受力的措施,研究重要杆件详细受力和补强措施。论文首先简要介绍钢桁梁桥施工方法和钢桁梁柔性拱桥拖拉施工方法。采用大型有限元分析软件MIDAS/CIVIL2006,建立全桥空间有限元模型,详细模拟钢桁梁、柔性拱、钢桥面系和临时支架等构件。针对“先梁后拱拱顶合龙”、“先梁后拱拱脚合龙”和“带拱拖拉拱脚合龙”三种拱结构架设方案,详细分析各方案的施工步骤、工期安排、重要工况结构变形、应力和实现拱结构无应力合龙的途径。在分析比较的基础上,优选出“带拱拖拉拱脚合龙”方案。基于有限元计算结果,按照相应规范规定,编写程序对施工阶段杆件整体稳定性进行分析。针对拖拉施工过程中个别杆件压应力过大可能导致整体失稳,提出通过调整施工过程滑块垫板高度改善结构受力的措施。针对应力较大杆件,建立基于板壳单元和实体单元的详细模型进行应力计算分析,研究重要部位详细应力分布和极值。通过对比分析,优化杆件补强方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 钢桁梁桥施工方法
• 1.2 钢桁梁柔性拱桥拖拉施工方法
• 1.3 研究工程背景
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 钢桁梁柔性拱桥的空间有限元模型
• 2.1 引言
• 2.2 钢桁梁模拟
• 2.3 柔性拱模拟
• 2.4 桥面板、横梁和纵梁模拟
• 2.5 导梁模拟
• 2.6 临时支架和滑道梁模拟
• 2.7 边界条件的模拟
• 2.9 小结
• 第3章 先梁后拱拱顶合龙架设方案计算分析
• 3.1 引言
• 3.2 架设步骤及工期安排
• 3.3 重要工况结构计算分析
• 3.4 拱合龙前计算分析
• 3.5 拱合龙方案计算分析
• 3.6 小结
• 第4章 先梁后拱拱脚合龙架设方案计算分析
• 4.1 引言
• 4.2 架设步骤和工期安排
• 4.3 重要工况结构计算分析
• 4.4 拱合龙前计算分析
• 4.5 拱合龙方案计算分析
• 4.6 小结
• 第5章 带拱顶推拱脚合龙架设方案计算分析
• 5.1 引言
• 5.2 架设步骤和工期安排
• 5.3 重要工况结构计算分析
• 5.4 拱合龙前计算分析
• 5.5 拱合龙方案计算分析
• 5.6 小结
• 第6章 重要施工阶段杆件稳定性计算分析
• 6.1 引言
• 6.2 最大悬臂状态杆件稳定性计算分析
• 6.3 压应力最不利状态杆件稳定性计算分析
• 6.4 支座垫高对结构内力影响的计算分析
• 6.5 小结
• 第7章 基于详细单元模型的杆件应力分析和补强方案优化
• 7.1 引言
• 7.2 第79工况杆件E15A15的分析
• 7.2.1 梁单元模型
• 7.2.2 板壳单元模型
• 7.2.3 实体单元模型
• 7.2.4 应力计算结果对比
• 7.2.5 杆件补强方案
• 7.2.6 杆件补强方案优化
• 7.3 第81工况杆件E18A18的分析
• 7.3.1 详细单元模型
• 7.3.2 详细单元模型计算结果
• 7.3.3 应力计算结果对比
• 7.3.4 杆件补强方案
• 7.3.5 杆件补强方案优化
• 7.4 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学期间发表的论文及参加的科研项目