小鋼管勁性骨架混凝土箱拱施工階段力學性能研究.pdf

1、采用鋼管桁拱作為勁性骨架，實現(xiàn)拱橋的無支架施工，為拱橋施工開辟了一個新的發(fā)展方向。鋼管勁性骨架混凝土箱形拱橋正是符合這種要求的、由新型組合材料修建的橋梁，同時充分發(fā)揮了高強度材料和無支架施工的優(yōu)勢。 在勁性骨架混凝土箱形拱橋中，鋼管主要作為施工的支架，先在鋼管內(nèi)填充混凝土形成鋼管混凝土、再掛模板外包混凝土形成鋼管內(nèi)填外包混凝土斷面。主拱圈通過分環(huán)分段澆筑混凝土逐步形成混凝土箱拱，荷載和結(jié)構(gòu)不斷變化，具有時變結(jié)構(gòu)的力學特性。鋼管參

2、與成橋的受力，但不是以使用階段來控制，而是以施工階段來控制。主要研究內(nèi)容如下： (1)探討了幾何非線性有限元和橋梁施工階段力學分析方法。在橋梁結(jié)構(gòu)分析方面，傳統(tǒng)設計方法僅以結(jié)構(gòu)整體一次成形作為恒載受力狀態(tài)；應力疊加法考慮了施工方法對結(jié)構(gòu)受力的影響，不同的施工方法導致成橋時結(jié)構(gòu)中不同的內(nèi)力狀態(tài)。應采用應力疊加法對勁性骨架混凝土拱橋的施工過程進行受力分析。 (2)利用ANSYS建立了湖北長陽黃陵洞大橋箱形主拱圈的空間有限元模

3、型，采用應力疊加法和傳統(tǒng)方法對裸拱形成過程進行了力學分析。比較了部分截面的應力和撓度，應力疊加法更精確。 (3)探討勁性骨架混凝土拱橋的施工方法，對拱箱分環(huán)分段的混凝土澆筑路徑提出了12種施工方案，采用應力疊加法對不同路徑下的箱拱受力狀態(tài)進行了分析。根據(jù)裸拱撓度和骨架應力的分析比較，路徑6和路徑8是比較合理的混凝土澆筑路徑。 (4)比較了施工過程中拱箱截面面積、慣性矩和中性軸等截面特性的變化情況，探討了拱箱混凝土分段數(shù)量