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钢管混凝土系杆拱桥拱脚结点受力分析

作　者: 郭泽华
导　师: 李国芬
学　校: 南京林业大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 钢管混凝土系杆拱拱脚结点 ANSYS 有限元分析
分类号: U441
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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引　用: 2次
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内容摘要

钢管混凝土拱桥近年来在我国应用发展很快,现在已经挤身到大跨径桥梁的建设行列,向大跨五百米以上冲击,从跨河、跨江进入了跨海的桥梁建设方案中。这就必然要求对这种桥型的设计理念,结构的静、动力性能以及大桥的安全性、耐久性、可靠性作深入的理论研究。本文详细介绍了钢管混凝土结构的基本性能和钢管混凝土拱桥的结构和构造,在此基础上详细叙述了钢管混凝土拱桥结构设计和计算、验算的具体方法和步骤。本文通过桥梁结构专用软件进行桥梁结构的整体分析之后,再通过空间有限元分析软件重点分析了拱脚结点的空间应力问题。在参阅了国内外有关文献及实桥资料的分析,结合现行桥梁规范对钢管混凝土拱桥的主要设计参数进行了归纳和总结,明确了钢管混凝土拱桥的受力情况,对设计与施工具有一定的参考作用。本文依托哑铃型截面钢管混凝土拱桥的工程实例,对钢管混凝土拱桥这一桥型的结构设计,受力特性和计算方法进行了研究和分析,并总结和概括了ANSYS在钢管混凝土拱桥中的使用经验。希望能为这种桥型在我国的进一步推广和使用提供支持。

全文目录

致谢  3-4
摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-18
  1.1 拱桥的发展概述  8-10
    1.1.1 圬工拱桥  8
    1.1.2 铁拱桥和钢拱桥  8-9
    1.1.3 混凝土拱桥  9-10
  1.2 钢管混凝土拱桥概述  10-11
  1.3 钢管混凝土结构CFST（CONCRETE FILLED STEEL TUBE）的发展概况  11-12
  1.4 钢管混凝土的结构特点和材料性能  12-15
    1.4.1 钢管混凝土结构特点  12
    1.4.2 材料性能  12-15
  1.5 钢管混凝土拱桥的结构与构造  15-16
    1.5.1 钢管混凝土拱桥的主要类型  15
    1.5.2 系杆拱简介  15
    1.5.3 主拱圈构造  15-16
  1.6 国内外研究现状  16-17
  1.7 本文研究的内容和意义  17-18
2 钢管混凝土拱桥结构分析  18-25
  2.1 概述  18
  2.2 静力分析  18-21
    2.2.1 使用阶段静力计算  18-19
    2.2.2 初应力问题  19
    2.2.3 温度问题  19-20
    2.2.4 管内混凝土收缩徐变问题  20
    2.2.5 挠度限值与振动限制问题  20
    2.2.6 局部应力分析  20-21
  2.3 强度与稳定性计算  21-22
    2.3.1 拱的强度  21-22
    2.3.2 拱的稳定性  22
  2.4 动力分析  22-25
    2.4.1 抗震分析  23
    2.4.2 车振分析  23-24
    2.4.3 抗风分析  24-25
3 通扬运河系杆拱桥静力计算  25-47
  3.1 桥梁概况  25-26
  3.2 设计采用的技术标准  26
  3.3 主要材料  26-27
    3.3.1 混凝土  26
    3.3.2 钢材  26-27
    3.3.3 其它材料  27
  3.4 施工步骤  27-28
  3.5 结构内力计算  28-47
    3.5.1 结构计算图式、计算构件划分  28
    3.5.2 结构内力计算  28-38
    3.5.3 系梁预应力配筋设计  38-39
    3.5.4 吊杆内力计算  39-40
    3.5.5 截面应力和强度验算  40-47
4 通扬运河大桥拱脚结点空间应力分析  47-57
  4.1 有限元分析及有限元分析软件ANSYS 简介  47-49
    4.1.1 有限元分析简介  47-48
    4.1.2 有限元分析软件ANSYS 简介  48-49
    4.1.3 本文有限元模型用的单元简介  49
  4.2 拱梁固结点空间受力分析  49-57
    4.2.1 模型概况  49-50
    4.2.2 模型建立的几个问题和简化处理  50-52
    4.2.3 计算结果及分析结论  52-57
5 结论和建议  57-59
  5.1 平面静力分析结论  57
  5.2 拱脚结点空间应力分析结论  57-58
  5.3 进一步研究  58-59
参考文献  59-61
详细摘要  61-64

钢管混凝土系杆拱桥拱脚结点受力分析

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