钢管初应力对钢管混凝土拱桥承载力的影响研究（可复制毕业论文）.pdf

摘要钢管混凝土拱桥因其较好的解决拱桥吊装重量和跨度的矛盾,是近十多年来发展最为迅速的桥梁结构之一,至年,国内已建成跨度为的钢管混凝土拱桥,而且跨度和数量仍在不断增大之中。相对于工程实践,钢管混凝土拱桥的设计理论相对滞后,如钢管初应力对钢管混凝土拱桥承载力影响问题就是其中之一。钢管混凝土拱桥是在空钢管拱桥的基础上逐根灌注混凝土而形成的钢一混凝土组合结构,在形成钢管混凝土拱桥之前钢管因承受自重和湿混凝土重量,不可避免地产生钢管初应力。钢管初应力使钢管屈服提前,影响钢管混凝土拱桥承载力,但迄今为止尚未开展深入系统地研究。本文以西部交通科技项目“钢管混凝土拱桥设计、施工及养护关键技术研究”贤嗪牛械淖犹狻案止艹跤αΧ怨扒沤峁剐形<俺性亓Φ影响研究”为研究内容,开展了以下研究工作:⒉捎每占淞旱ピ<扑愎扒偶蕹性亓ΑN7从掣止艹跤αΧ怨扒偶蕹性力的影响。根据空间梁单元非线性几何方程,应用虚功原理,推导了包含初应力和初应变在内的一般线弹性本构关系的空间梁单元显式切线刚度矩阵。为考虑钢管提前屈服进入弹塑性状态后钢管与核心混凝土的套箍效应,文中提出了综合应用实体一空间梁单元法和普通空问梁单元法计算拱桥承载力的新方法,并推导了计入初应力的实体一空间梁单元刚度矩阵及其转换矩阵;⑾晗竿频剂说ブā⒀屏逍秃退闹ǜ窆剐透止芑炷凉扒懦跤α扑愎剑并给出了初应力计算流程图;⒏菹咝孕毂淅砺郏频剂酥嵝暮托∑母止芑炷潦苎构辜毂溆α算公式。徐变度采用最普遍的退化核级数形式,进一步导出了钢管混凝土拱桥计算核心混凝土徐变变形的递推公式和有限元方程。应用共轭斜量法拟合混凝土徐变系数,拟合结果与试验值吻合良好;⒖U沽根不同初应力系数和偏心距的钢管混凝土初应力构件承载力试验;嘀屏烁止芑炷凉扒趴悸歉止艹跤ατ跋斓淖酆戏治龀绦颍绦虻玫街心受压、偏心受压初应力试验构件和模型拱桥的验证。在此基础上,开展单肢、哑铃型和四肢格构型钢管混凝土拱桥在不同初应力系数口、不同跨径以及不同含钢率口下的承载力计算。此外,还分析了矢跨比变化对拱桥承载力影响系数置。的⒂τ没毓榉治龇ㄇ蟪隽说ブā⒀屏逍秃退闹ǜ窆剐透止芑炷凉扒诺某性力影响系数计算公式,并给出了各自的初应力系数限值;影响;中文摘要
⒓扑憬峁砻鳎止艹跤αΦ拇嬖冢垢止芑炷凉扒诺某性亓ο陆担降的程度不但与钢管初应力系数、截面含钢率和拱桥跨径等有关,而且还与拱肋截面型式有关,最大下降值可超过%。以承载力降低不超过为界限,则单肢、哑铃型和四肢格构型钢管混凝土拱桥初应力系数口应分别控制在、和以内。因此,在确定钢管初应力限值时,必须依截面型式而定。目前国内在设计哑铃型和四肢格构型钢管混凝土拱桥时,把初应力系数卢控制在以内是比较合适的,而单肢钢管混凝土拱桥初应力系数口也控制在以内是偏大的,承载力将降低%;⒏止芑炷凉扒哦辔4罂缍冉峁梗负畏窍咝远愿止芑炷凉扒懦性亓τ响较大。因此,在分析钢管初应力对钢管混凝土拱桥承载力时,应同时开展材料非线性和几何非线性分析。关键词:钢管混凝土拱桥,初应力,极限承载力,切线刚度矩阵,非线性重庆大学博士学位论文
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、地形合适的山谷、海峡建造大跨度拱桥不但雄伟壮观,而且经济合理、抗风性能好。无论是国内还是国外,拱桥常常因经济、美观和刚度较大的优点而中选【俊我国是拱桥的故乡,公元杲ǔ傻暮颖闭灾萸拧鞘澜缟鲜鬃ḿ缡绞拱桥,其精湛的造桥工艺、精美的艺术造型极大地显示了中华民族的聪明才智。解放初期我国又建造了大量的中小跨径石拱桥,对恢复和发展国民经济起到重要作用。世纪年代诞生的双曲拱桥,因解决了当时吊装能力低、钢材水泥紧张