特大跨度钢筋混凝土拱桥施工过程及成桥状态静力分析计算

论文摘要

劲性骨架钢筋混凝土拱桥兼有钢管混凝土拱桥和钢筋混凝土拱桥的优点,尤其是其具备的施工过程中的自架设系统为施工提供了方便,是拱桥实现向大跨径发展和跨越的一个良好的发展方向。传统的施工过程有限元仿真分析通常采用梁单元模拟桥梁施工各个阶段,利用单元生死的方法来模拟施工过程,通过内力逐次累加,得到最终的成桥内力。长昆线北盘江大桥拱圈采用纵向分段、横向分环逐步浇筑形成的组合截面,其施工特点为：结构体系转换次数多,结构刚度与强度是逐步组合形成的。在施工过程模拟中,拱圈截面并非一次性施工完成,采用传统的梁单元模拟拱圈施工节段,逐步累加内力的方法,将遇到困难。施工方法要求仿真分析中应逐步激活截面,逐步累加得到结构内力。同时相同截面的拱圈箱体,边箱先于中箱施工完毕且时间间隔较长,这将导致同一截面混凝土各部分龄期有较大差异,如何反映该施工方法的徐变历程,需进行专门研究。桥梁结构的施工过程仿真分析,仍然以采用梁单元模拟桥梁结构,逐次激活或钝化桥梁单元,内力叠加得到最终成桥运营内力的方法为主。而考虑箱体截面逐步施工的仿真分析,鲜有报道。本文以长昆线北盘江大桥为工程背景,建立适合该桥的施工过程及运营阶段静力仿真模型,分析北盘江大桥的施工过程与成桥运营阶段的变形与内力。并根据计算结果,对施工过程以及成桥阶段结构的承载能力极限状态(如主拱圈的承载能力和稳定性等)以及正常使用极限状态(结构的变形和应力水平等)做出评价。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 钢管混凝土的定义
• 1.2 钢管混凝土结构的特点
• 1.3 钢管混凝土在拱桥上应用的概况
• 1.4 本文的工程背景和主要工作
• 第2章 特大跨度钢筋混凝土拱桥施工阶段仿真计算理论
• 2.1 桥梁结构分析的有限元方法
• 2.1.1 有限元方法概述
• 2.1.2 有限元方法基本过程
• 2.2 桥梁施工阶段仿真分析计算方法
• 2.2.1 桥梁施工阶段仿真分析计算方法简述
• 2.2.2 单元生死技术在特大跨度钢筋混凝土拱桥中的应用
• 2.3 本章小结
• 第3章 特大跨度钢筋混凝土拱桥计算模型的建立
• 3.1 工程概况
• 3.2 建模方法与思路
• 3.3 建模中的材料参数
• 3.4 建模所用单元类型
• 3.5 边界与荷载的处理
• 3.6 建模中施工阶段的划分
• 3.7 空间模型的建立
• 3.8 本章小结
• 第4章 特大跨度钢筋混凝土拱桥静力分析计算结果
• 4.1 施工阶段位移计算
• 4.2 施工阶段应力计算
• 4.3 成桥阶段位移与内力计算结果
• 4.3.1 成桥阶段位移计算结果与分析
• 4.3.2 成桥阶段应力计算结果
• 4.4 结果分析
• 第5章 特大跨度钢筋混凝土拱桥稳定性分析与计算
• 5.1 拱桥稳定问题的概述
• 5.2 拱桥问题的分类
• 5.2.1 面内稳定
• 5.2.2 面外稳定
• 5.3 劲性骨架拱桥相关研究
• 5.4 特大跨度钢筋混凝土拱桥施工阶段稳定性分析
• 5.5 本章小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献