在役混凝土系桿拱橋穩(wěn)定性分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、鋼筋混凝土中承式系桿拱橋是近年來在我國蓬勃發(fā)展的橋梁結(jié)構(gòu)體系之一，它以跨越能力強(qiáng)、受力合理、施工簡便、造型美觀等優(yōu)點(diǎn)受到了廣大工程師的青睞。但是隨著日益增加的交通量尤其是汽車超載現(xiàn)象越來越普遍，不少在役系桿拱橋已出現(xiàn)不同程度的缺陷和損傷，有必要對在役混凝土系桿拱橋穩(wěn)定性及極限承載能力進(jìn)行分析估計(jì)。本文以濟(jì)寧市南環(huán)線京杭運(yùn)河大橋作為工程背景，利用大型程序Ansys建立空間模型，對系桿拱的兩類穩(wěn)定性進(jìn)行了深入研究，并通過實(shí)橋靜動載試驗(yàn)來估計(jì)

2、系桿拱的承載能力，同時驗(yàn)證了計(jì)算模型及單元選取的合理性。 本文調(diào)研并分析了系桿拱在國內(nèi)外的發(fā)展及拱橋極限承載力的研究現(xiàn)狀?；诠皹蚍€(wěn)定性分析的基礎(chǔ)理論，給出拱橋有限元建模的單元選取及建模方法。在第一類穩(wěn)定性分析方面，計(jì)算了前四階失穩(wěn)特征值，并分析了不同布載方式、矢跨比、加勁梁抗彎剛度、拱肋剛度、橫撐數(shù)量這些參數(shù)對面內(nèi)失穩(wěn)和面外失穩(wěn)的影響。在極限承載力分析方面，采用線彈性、幾何非線性、材料非線性及雙重非線性四種方法分別計(jì)算運(yùn)營荷載

3、作用下的應(yīng)力和變形。并分析了荷載形式、初始缺陷、材料強(qiáng)度、拱肋剛度、吊桿剛度及有無橫撐對系桿拱極限承載力的影響。同時對系桿拱穩(wěn)定系數(shù)的取值進(jìn)行了討論。在荷載試驗(yàn)方面，對測試截面的撓度和應(yīng)變進(jìn)行了分析，同時對吊桿內(nèi)力及主橋和引橋的自振特性、沖擊系數(shù)、阻尼比進(jìn)行了分析。荷載試驗(yàn)與理論計(jì)算相結(jié)合，有助于評價系桿拱的承載能力。 本文的研究結(jié)果不但為濟(jì)寧運(yùn)河大橋的營運(yùn)管理提供了技術(shù)支持，亦為今后研究鋼筋混凝土系桿拱橋的穩(wěn)定性打下了良好的工