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哑铃型截面钢管混凝土系杆拱桥施工优化及受力分析

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哑铃型截面钢管混凝土系杆拱桥施工优化及受力分析

作者：曹政长沙理工大学

学位级别：硕士

近年钢管混凝土拱桥因其造型美观、施工方便、受力性能好等优点等到广泛应用。本文以叙古高速螺丝寨下承式系杆拱桥为研究对象,从施工难度及经济性指标等方面入手,对钢管混凝土拱桥的施工方案进行了深入对比分析;结合大型空间有限元程序... 详细信息

近年钢管混凝土拱桥因其造型美观、施工方便、受力性能好等优点等到广泛应用。本文以叙古高速螺丝寨下承式系杆拱桥为研究对象,从施工难度及经济性指标等方面入手,对钢管混凝土拱桥的施工方案进行了深入对比分析;结合大型空间有限元程序,建立了空间有限元整体模型及局部模型,对施工优化前后结构的整体受力及关键部位的应力进行了详尽研究,论文开展的主要工作及结论如下:(1)介绍钢管混凝土的特点以及钢管混凝土拱桥的发展概况及研究现状。以叙古高速螺丝寨拱桥为工程背景,简要介绍钢管混凝土拱桥的施工方法,通过有限元Midas/Civil模拟支架系统的受力来比选拱肋拼装吊装的施工方案。(2)通过有限元软件Midas/Fea建立拱肋局部实体模型、Midas/Civil建立拱肋杆系模型以及考虑施工阶段的全桥模型,对钢管截面应力、管内混凝土应力已经拱肋的稳定性进行分析来确定管内混凝土的泵送顺序,最后得出结论:先灌注下弦管为最优的施工方法,中间缀板不浇筑混凝土也能保证施工以及后期运营安全。(3)基于圣维南原理运用有限元软件Midas/Fea建立拱脚局部模型,将杆系模型中所得到的各杆件的内力按照静力等效原则施加于拱脚局部模型的拱肋端截面。通过分析不同施工阶段拱脚局部受力的变化,为今后进一步研究这类结构提供一些参考。

关键词：钢管混凝土哑铃型截面系杆拱受力特性施工优化

钢管混凝土哑铃形截面提篮型标准拱桥的构建与分析

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福州大学学报（自然科学版） 2019年第5期47卷 663-668页

作者：韦建刚陈家炜谢志涛吴庆雄陈宝春平建春福州大学福建省土木工程多灾害防治重点实验室福建福州350108 福建工程学院土木工程学院福建福州350118

在统计数据的基础上,构建钢管混凝土哑铃形截面提篮型标准拱桥,提出主要构造参数的合理取值范围,并进行极限稳定承载力分析.分析结果表明,对于此标准拱桥的面外稳定性而言,存在一个较优拱肋倾角9°,其系梁刚度与拱肋刚度比值应接近1.0,... 详细信息

在统计数据的基础上,构建钢管混凝土哑铃形截面提篮型标准拱桥,提出主要构造参数的合理取值范围,并进行极限稳定承载力分析.分析结果表明,对于此标准拱桥的面外稳定性而言,存在一个较优拱肋倾角9°,其系梁刚度与拱肋刚度比值应接近1.0,宽跨比取值建议为0.095.吊杆非保向力效应在拱肋倾角大于6°后逐渐增大,在系梁与拱肋刚度比大于1.0时趋于稳定,总体而言对结构的横向稳定性约有1.15倍的提升.

关键词：标准拱桥钢筋混凝土承载力非保向力哑铃型截面提篮拱

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哑铃型钢管混凝土拱肋压注混凝土施工研究

公路交通科技 2004年第10期21卷 66-70页

作者：王鹏叶见曙周仕忠王成树吴文清东南大学交通学院江苏南京210096 常州市高速公路建设指挥部江苏常州213300

哑铃型截面钢管混凝土拱肋在压注混凝土施工的过程中,存在钢腹板的局部应力超过钢材屈服应力甚至会拉裂破坏的问题。应用空间有限元程序就此进行分析,分析中考虑钢材的弹塑性性能,对同类型拱桥的设计与施工具有借鉴意义。

关键词：钢管混凝土拱桥拱肋哑铃型截面压注混凝土

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哑铃型钢管混凝土拱桥温度场及温度效应研究

哑铃型钢管混凝土拱桥温度场及温度效应研究

作者：王江龙长安大学

学位级别：硕士

本文以实桥工程为依托,对哑铃型钢管混凝土拱桥施工阶段水化热温度场及温度效应展开研究。着重分析了水化热温度场与温度效应分布特征与时变规律,并结合钢管混凝土灌注特点,对哑铃型钢管混凝土拱桥灌注次序进行优化。最后对水化热温度... 详细信息

本文以实桥工程为依托,对哑铃型钢管混凝土拱桥施工阶段水化热温度场及温度效应展开研究。着重分析了水化热温度场与温度效应分布特征与时变规律,并结合钢管混凝土灌注特点,对哑铃型钢管混凝土拱桥灌注次序进行优化。最后对水化热温度场影响因素进行分析,主要研究内容如下:(1)基于热传导与热力学有限元基本原理,分析应用有限元程序进行钢管混凝土拱桥施工阶段水化热温度场及温度效应计算基本流程,借鉴现有温度场研究理论,明确温度场分析基本假定。(2)根据水化热温度场有限元分析方法,具体讨论温度场有限元模型参数选取,并采用温度实测数据验证温度场分析方法与计算流程的可行性及准确性。以实桥工程为依托,分析钢管混凝土拱在混凝土水化放热作用下温度场与温度效应分布特点及变化规律。(3)针对哑铃型钢管混凝土拱桥的施工特点,结合混凝土灌注施工阶段水化放热作用,分析混凝土不同灌注次序对拱肋应力与变形的影响,形成哑铃型钢管混凝土拱桥灌注次序优化方法,为实际工程施工提供参考。(4)以实桥有限元模型为基础,对钢管混凝土拱水化热温度场影响因素进行参数分析,对比分析不同参数对温度场分布特点及变化规律的影响程度,为实际工程设计积累经验。

关键词：钢管混凝土拱桥哑铃型截面水化热温度场灌注顺序

哑铃型钢管混凝土拱桥核心混凝土浇筑方式优化及地震响应分析

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哑铃型钢管混凝土拱桥核心混凝土浇筑方式优化及地震响应分析

作者：刘滔西华大学

学位级别：硕士

从20世纪30年代末以来,钢管混凝土拱桥以其美观新颖的结构形式、优良的结构整体性和耐腐蚀性等优点,促使其在众多中、大跨度桥型中迅速发展。在钢拱肋和核心混凝土形成组合结构之前,钢拱肋不可避免地会产生初始应力,不同核心混凝土浇筑... 详细信息

从20世纪30年代末以来,钢管混凝土拱桥以其美观新颖的结构形式、优良的结构整体性和耐腐蚀性等优点,促使其在众多中、大跨度桥型中迅速发展。在钢拱肋和核心混凝土形成组合结构之前,钢拱肋不可避免地会产生初始应力,不同核心混凝土浇筑方式会对初始应力造成影响,也会对拱肋结构抗震性能产生一定影响。本文采用有限元模拟分析法对一拟建哑铃型截面净跨130m中承式钢管混凝土拱桥核心混凝土浇筑方式进行较为系统的研究,通过对八种不同核心混凝土浇筑方式进行模拟分析,以优化核心混凝土浇筑方式;采用反映普法、时程分析法对两种不同核心混凝土浇筑方式进行模拟分析,探索核心混凝土浇筑方式对钢管混凝土拱桥结构抗震性能的影响。本文研究工作及成果总结如下:1.利用Midas Civil专用有限元软件对八种常用的核心混凝土浇筑方式建立钢管混凝土拱桥有限元模型进行分析,单管全截面连续浇筑,先浇筑下弦管,再浇筑上弦管,最后浇筑腹腔混的方式较为优越;根据施工工期,适当增加隔仓板进行分段浇筑,可减小拱肋初始应力及拱肋竖向位移;2.根据本案例桥址所处地震场地类别以及其自身动力特性,使用软件MIDAS Building进行天然地震波选取,采用软件SeismoMatch对天然地震波进行修正,选用软件SeismoArdif根据设计反应谱曲线拟合人工地震波,所得到的四条地震波参数均满足抗震设计要求;3.通过Midas Civil有限元软件对两种不同核心混凝土浇筑方式进行反应谱分析和时程分析,发现时程分析结果与反应谱分析结果规律基本相同,核心混凝土浇筑方式的不同对拱肋抗震性能的有一定的影响,可通过优化核心混凝土浇筑方式改善拱肋的抗震性能;4.通过对关键截面内力、位移及应力分析可发现地震作用对拱脚截面影响较大,宜对拱脚采取合理的构造措施进行加强;且反应谱分析和时程分析表现出较大的横向位移,本桥横向刚度较小,在设计时应通过增大横撑截面尺寸、适当增加横撑数量以及减小横撑间距等方式增加横向桥向刚度。本文研究工作可为同类哑铃型钢管混凝土拱桥设计提供参考,也可为本桥后续施工图设计提供指导。

关键词：哑铃型截面钢管混凝土拱桥初始应力浇筑方式地震响应

钢管混凝土系杆拱桥拱肋混凝土浇注顺序设计分析

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西部交通科技 2018年第1期 139-144页

作者：何磊徐岳张昊男孙鹏王世栋长安大学陕西西安710064

不同的混凝土浇注方案对钢管混凝土拱肋的受力、稳定以及拱轴线变形有很大影响。文章以哑铃型钢管混凝土拱肋混凝土浇注工程为例,采用数值模拟方法,以拱肋关键截面上下缘应力、拱顶挠度和拱肋关键截面横向变形为目标控制因素,依据最新... 详细信息

不同的混凝土浇注方案对钢管混凝土拱肋的受力、稳定以及拱轴线变形有很大影响。文章以哑铃型钢管混凝土拱肋混凝土浇注工程为例,采用数值模拟方法,以拱肋关键截面上下缘应力、拱顶挠度和拱肋关键截面横向变形为目标控制因素,依据最新评价规范,分析了四种不同拱肋混凝土浇注方案的可行性,得出了先对称浇注下管混凝土,待下管混凝土达到设计强度,再对称浇注上管混凝土的施工方案最为合理,同时也得出了其他浇注方案也满足现行规范要求,具有施工可行性。

关键词：钢管混凝土系杆拱桥哑铃型截面混凝土浇注顺序施工可行性

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超声波检测哑铃型钢管混凝土密实度

山西建筑 2014年第30期40卷 179-181页

作者：田寿河北远洲工程咨询有限公司河北石家庄050035

结合工程实例,对超声波检测钢管混凝土密实度的方法及原理进行了分析,为适应哑铃型截面拱肋的检测,对常规检测方法进行了改进,实践证明改进后的检测方法精确可行。

关键词：超声波检测钢管混凝土哑铃型截面密实度

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基于新规范的哑铃型拱肋徐变效应分析

安徽建筑大学学报 2017年第1期25卷 11-15页

作者：李霞胡成合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

针对钢管混凝土拱桥由于钢管内混凝土徐变导致的拱肋下挠和截面应力重分布问题,基于《公路钢管混凝土拱桥设计规范》(JTG-T D65-2015),考虑哑铃型拱肋截面的截面特性,计算新规范下的徐变系数,通过对一座152米钢管混凝土拱桥建立全桥的... 详细信息

针对钢管混凝土拱桥由于钢管内混凝土徐变导致的拱肋下挠和截面应力重分布问题,基于《公路钢管混凝土拱桥设计规范》(JTG-T D65-2015),考虑哑铃型拱肋截面的截面特性,计算新规范下的徐变系数,通过对一座152米钢管混凝土拱桥建立全桥的有限元模型,并与按原JTG D62-2004路桥规范中的徐变系数计算所得出的结果进行对比分析。结果表明:针对钢管混凝土的JTG-T D65-2015规范的徐变系数比针对普通钢筋混凝土的JTG D62-2004规范的徐变系数小。按JTG-T D65-2015规范计算的由徐变引起的拱肋下挠值比按JTG D62-2004规范计算所得值小10%左右,徐变引起钢管截面应力增大和混凝土截面应力减小,按JTG-T D65-2015规范计算得到的钢管应力增大值比按JTG D62-2004规范计算所得到的值小10%-15%左右。

关键词：拱梁组合结构钢管混凝土哑铃型截面徐变应力重分布