大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土V形剛構(gòu)拱組合橋受力行為研究.pdf

1、早期橋梁多是簡單的梁、柱、拱、索之類橋式體系，受力明確、造型清晰。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)力水平空前提高，橋梁的發(fā)展無論從跨越能力提高的速度、結(jié)構(gòu)形式的組合化趨勢，還是各種新型材料的應(yīng)用和合理配置等多方面都有了充分的展現(xiàn)。V形剛構(gòu)拱組合體系橋充分利用了梁、拱各自橋式的受力優(yōu)勢，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)的受力，節(jié)省了工程量，創(chuàng)新了橋梁的外觀，是人型公路、鐵路橋梁中值得應(yīng)用與研究的橋式結(jié)構(gòu)。目前有關(guān)V形剛構(gòu)拱組合橋梁的文獻(xiàn)尚不多見，也沒有相關(guān)文獻(xiàn)對其受

2、力行為作過系統(tǒng)深入的分析研究。鑒于以上情況，以小欖水道特大橋?yàn)檠芯勘尘?，系統(tǒng)地開展了大跨度V形剛構(gòu)拱組合橋受力行為的專項(xiàng)研究。內(nèi)容主要包括五個部分：
　　 1、在收集國內(nèi)外相關(guān)資料和深入分析國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，對大跨度V形剛構(gòu)拱組合橋的發(fā)展與受力特點(diǎn)進(jìn)行了初步分析，并討論了其在受力行為研究中存在的問題。以新建鐵路廣珠城際軌道交通工程小欖水道特大橋?yàn)楣こ瘫尘?，提出了進(jìn)行大跨度V形剛構(gòu)拱組合橋受力行為研究的課題。
　　

3、2、提出了大跨度V形剛構(gòu)拱組合橋名義剛度的概念，分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對名義剛度的影響，推導(dǎo)出名義剛度理論公式。針對拱梁剛度比的選取及其對結(jié)構(gòu)內(nèi)力分配的影響進(jìn)行討論，分析其對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響規(guī)律，并得出剛拱柔梁與柔拱剛梁的界定值，為設(shè)計(jì)人員選取構(gòu)造參數(shù)提供指導(dǎo)。
　　 3、基于結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嗨评碚摚M(jìn)行靜力相似原則的分析和推導(dǎo)，確定模型的相似比，采用模型的基本設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)并完成了V形墩梁節(jié)點(diǎn)模型試驗(yàn)。在選定混凝土、鋼筋和鋼絞線本構(gòu)關(guān)系的

4、基礎(chǔ)上，建立了V形墩梁節(jié)點(diǎn)三維非線性有限元模型，將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比。分析了多種荷載工況下V形墩梁節(jié)點(diǎn)局部應(yīng)力分布規(guī)律，通過繪制負(fù)彎矩區(qū)鋼筋荷載應(yīng)變曲線以及模型梁的荷載撓度曲線，對V形墩梁節(jié)點(diǎn)的非線性受力行為進(jìn)行了研究，得出了撓度與裂縫行為以及剛度變化規(guī)律。
　　 4、探討了大跨度V形剛構(gòu)拱組合橋的施工方案，在施工過程仿真計(jì)算時利用單元生死技術(shù)，編制了APDL命令流程序，并考慮了混凝土的徐變特性，建立施工過程仿真計(jì)

5、算模型，對先梁后拱分段施工全過程進(jìn)行了計(jì)算研究。同時對結(jié)構(gòu)體系受力及剛度進(jìn)行了分析研究，分析了收縮徐變對結(jié)構(gòu)內(nèi)力分配的影響，針對吊桿、拱、梁受力比值進(jìn)行了討論。最后系統(tǒng)深入地研究了三片腹板剪應(yīng)力分布規(guī)律，各施工階段箱梁縱向彎曲正應(yīng)力，成橋后箱梁縱向彎曲正應(yīng)力和橫向彎曲正應(yīng)力的分布規(guī)律。
　　 5、建立了大跨度V形剛構(gòu)拱組合橋施工控制理論，確定施工誤差調(diào)整理論和方法，包括對設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行識別和修正，自適應(yīng)系統(tǒng)控制以及分析系統(tǒng)的運(yùn)行。