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蝶形钢管混凝土拱桥的拱座局部受力分析

作　者: 赵中岩
导　师: 杨永清
学　校: 西南交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 南中环桥主桥局部受力分析钢管混凝土拱桥
分类号: U448.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

桥梁的设计有由单纯的使用性向美观性、文化性发展的趋势。在随之的多样化、美学化过程中,带来的结构体系和局部受力复杂的趋势日益突出。部分桥梁由于局部结构受力不合理或构造措施不利产生损伤病害,进而危害整体结构。因此有必要对局部结构进行有限元分析,使受力更加明确,为以后设计、运营和维护提供依据。本文以山西省太原市南中环桥主桥为研究依托项目,针对异型拱桥的特点,在整体分析的基础上对该桥重点部位之一的拱座进行局部受力分析。文中首先简要回顾拱桥的发展历程,分析了钢管混凝土拱桥的基本结构形式和构造特点,阐述了钢管混凝土拱桥的计算理论及有限元模拟方法,在此基础上建立全桥整体分析的MIDAS/CIVIL模型,从中提取各个施工阶段及有代表性的荷载组合作用下拱座处相应的内力,将这些内力作为外力加载到拱座ANSYS模型上进行局部受力分析。对拱座局部分析的应力数据结果表明实例桥拱座存在局部应力偏大的现象,应予重视。论文研究结果说明,在进行结构设计过程中,注重局部受力分析使之受力明确是必要的,论文成果对同类桥梁及其他类型桥梁有一定的参考意义。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-21
  1.1 拱桥的结构形式  10-15
    1.1.1 拱桥的分类  10-13
    1.1.2 拱桥的构造  13-15
  1.2 钢管混凝土拱桥的发展  15-17
  1.3 异型化的钢管混凝土拱桥  17-20
  1.4 本文研究的主要内容  20-21
第2章钢管混凝土拱桥的计算理论  21-28
  2.1 概述  21
  2.2 钢管混凝土拱桥的整体分析计算  21-24
    2.2.1 设计计算的一般规定  21-22
    2.2.2 钢管混凝土构件的刚度  22-23
    2.2.3 温度变化、混凝土收缩与徐变作用  23-24
  2.3 整体分析有限元计算方法  24-26
    2.3.1 钢管混凝土拱肋的模拟方法  24-25
    2.3.2 主梁模拟采用的梁格法理论  25-26
  2.4 局部分析方法  26-27
    2.4.1 薄板有限元简介  26-27
    2.4.2 实体有限元简介  27
  2.5 本章小结  27-28
第3章太原市南中环桥主桥整体分析  28-45
  3.1 工程结构简介  28-34
    3.1.1 主梁  29-30
    3.1.2 主、副拱肋  30-31
    3.1.3 拱座  31-32
    3.1.4 主吊杆、副吊杆、斜拉杆  32-33
    3.1.5 系杆索  33
    3.1.6 主要技术标准  33-34
  3.2 整体分析有限元建模  34-38
    3.2.1 主副拱肋及拱座的模拟  34-35
    3.2.2 主梁的模拟  35-36
    3.2.3 预应力束  36
    3.2.4 其他结构的模拟  36
    3.2.5 混凝土收缩、徐变的模拟  36-37
    3.2.6 施工过程的大致划分  37-38
  3.3 全桥整体分析  38-44
    3.3.1 施工阶段分析  38-42
    3.3.2 荷载组合作用分析  42-44
    3.3.3 整体分析结论  44
  3.4 本章小结  44-45
第4章拱座局部受力分析有限元模型的建立  45-55
  4.1 ANSYS建模方法  45
  4.2 拱座几何模型的建立  45-48
  4.3 拱座有限元模型的建立  48-52
  4.4 约束与荷载的施加  52-55
4.5 本章小结  55-56
第5章拱座的局部受力分析  56-86
  5.1 拱座在施工过程中的局部分析  56-79
  5.2 拱座在成桥状态下的局部分析  79-85
  5.3 拱座局部分析结论  85
  5.4 本章小结  85-86
结论与展望  86-87
致谢  87-88
参考文献  88-91
攻读硕士学位期间所参加的科研实践  91

蝶形钢管混凝土拱桥的拱座局部受力分析

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