上承式钢管混凝土拱桥结构选型及计算分析

作     者：王卿 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：方志;刘利群

授予年度：2015年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：上承式钢管混凝土拱桥 结构选型 极限承载力 格构式立柱 架设方案 

摘      要：钢管混凝土拱桥具有跨越能力大、施工架设技术成熟、造型美观等优点,近年来在我国发展迅速。本文以张花高速猛洞河特大桥作为工程依托,较为详细的进行了以下几个方面的研究：(1)总结了钢管混凝土拱桥的基本计算理论和设计方法,重点研究了钢管混凝土构件的极限承载力验算方法。(2)提出了钢管混凝土拱桥结构选型理论;总结了上承式、中承式和下承式拱桥的结构特点;从拱肋截面形式、拱轴线、桁架高度、腹杆布置等方面总结了钢管混凝土拱桥的设计经验。(3)分析了上承式拱桥的结构受力特点;针对上承式拱桥的受压立柱过高容易产生失稳的问题,提出采用格构式立柱结构,显著提高了其稳定性;针对拱肋应力尖角过大的问题,提出了在集中力位置采用双竖腹杆加倒V型斜腹杆的腹杆布置形式,有效地削减了拱肋节点应力峰值。(4)对猛洞河大桥桁式钢管混凝土主拱圈、格构式拱上立柱和钢盖梁等结构进行了计算分析。计算结果表明,猛洞河大桥结构受力性能满足要求。(5)根据悬链线无铰拱截面内力影响线理论分析和施工全过程有限元仿真分析,得到拱上结构应遵循的“逐次均衡、对称施工加载原则和“从拱顶到拱脚分条对称施工方案。