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顶推施工阶段钢箱梁桥受力性能研究

作　者: 宋延旭
导　师: 卢文良
学　校: 北京交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 顶推法钢箱梁受力特性局部稳定接触永久墩临时墩
分类号: U441
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 72次
引　用: 1次
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内容摘要

随着顶推法以及钢箱梁施工技术的不断发展,顶推法施工越来越多地被运用到钢箱梁桥的施工建设中。顶推法施工最早开始应用于钢筋混凝土桥梁,关于钢箱梁顶推的理论研究却一直落后于工程实际,有必要对顶推法施工钢箱梁桥的力学性能进行研究。本论文主要对顶推法施工中钢箱梁及下部支墩的受力状态进行研究。首先运用传统解析的方法,从主梁最大负弯矩和最大支点反力的角度出发讨论了导梁的优化设计理论。然后以北京通惠河钢箱梁顶推为工程背景,采用桥梁分析软件Midas/civil建立全桥杆系有限元模型,对钢箱梁顶推进行施工阶段仿真分析,从而用数值模拟的方法对顶推法施工中钢箱梁的受力特性做了比较全面的研究。由于梁单元无法模拟箱梁局部受力状态,采用大型有限元分析软件Ansys对钢箱梁进行实体建模,对箱梁在滑道处的局部受力状态进行详细分析,分析了角隅加劲肋对箱梁局部受力性能的改善作用。最后运用接触有限元的方法对顶推过程中的桥墩和临时墩进行空间受力分析,较好地模拟了摩擦对下部结构的影响,为顶推法施工时下部结构的受力分析提供了一种新思路。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-21
  1.1 顶推法施工的发展  11-18
    1.1.1 国外发展概况  11-13
    1.1.2 国内发展概况  13-15
    1.1.3 国内顶推技术发展特点  15-18
  1.2 顶推法施工研究现状  18-19
  1.3 本文主要研究内容  19-21
2 顶推工艺介绍  21-35
  2.1 顶推法施工分类  21-28
    2.1.1 单点顶推  21-22
    2.1.2 多点顶推  22-28
    2.1.3 其他分类  28
  2.2 制梁台座  28-29
  2.3 滑道装置  29-30
  2.4 顶推过程中的临时设施  30-31
    2.4.1 临时墩  30-31
    2.4.2 导梁  31
    2.4.3 顶推导向及纠偏  31
  2.5 顶推法施工优缺点  31-32
    2.5.1 顶推法施工的优点  31-32
    2.5.2 顶推法施工的不足  32
  2.6 对顶推法施工的几点体会  32-35
3 基于解析法的主梁受力分析  35-49
  3.1 计算模型简介  35-36
  3.2 第一阶段导—主梁相互作用模型  36
  3.3 第二阶段导—主梁相互作用模型  36-37
  3.4 主梁最大负弯矩值研究  37-42
    3.4.1 B点负弯矩值M_B的变化分析  37-42
    3.4.2 C点负弯矩值M_C的变化分析  42
  3.5 主梁纵向最大正弯矩值的研究  42-44
  3.6 支点最大反力的研究  44-47
  3.7 结论  47-49
4 顶推施工钢箱梁杆系有限元分析  49-69
  4.1 依据工程简介  49-56
    4.1.1 通惠河钢箱梁工程概况  49-50
    4.1.2 曲线钢箱梁受力特点  50-53
    4.1.3 施工方案  53-56
  4.2 计算方法介绍  56-57
  4.3 施工阶段仿真分析模型  57-67
    4.3.1 建模要点  57
    4.3.2 计算模型  57-58
    4.3.3 顶推施工工况划分  58-60
    4.3.4 顶推钢箱梁过程中各支座反力  60-62
    4.3.5 位移计算  62-64
    4.3.6 钢箱梁整体受力性能分析  64-67
  4.4 本章小结  67-69
5 钢箱梁板壳有限元分析  69-87
  5.1 钢箱梁分析方法  69-70
    5.1.1 有限元法  69
    5.1.2 Ansys中的壳单元SHELL63  69-70
  5.2 基于施工阶段的箱梁整体应力分析  70-78
    5.2.1 模型建立  70-71
    5.2.2 结果分析  71-78
  5.3 箱梁支座位置处局部受力分析  78-86
    5.3.1 模型建立  78-79
    5.3.2 结果分析  79-83
    5.3.3 角隅加劲肋对局部应力的影响  83-86
  5.4 本章小结  86-87
6 基于接触有限元的桥墩受力性能研究  87-111
  6.1 接触问题概述  87-93
    6.1.1 接触的分类及计算方法介绍  87-90
    6.1.2 数值分析软件Ansys中的接触分析方法  90-93
  6.2 永久墩分析  93-100
    6.2.1 工程背景介绍  93-94
    6.2.2 力学模型简化  94-95
    6.2.3 有限元模型  95-96
    6.2.4 结果分析  96-100
  6.3 临时墩分析  100-111
    6.3.1 工程背景介绍  100-102
    6.3.2 力学模型简化  102-103
    6.3.3 有限元模型  103
    6.3.4 结果分析  103-108
    6.3.5 本章小结  108-111
7 结论和展望  111-113
  7.1 结论  111
  7.2 展望  111-113
参考文献  113-115
附录  115-119
作者简历  119-123
学位论文数据集  123

顶推施工阶段钢箱梁桥受力性能研究

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