分環(huán)成型鋼管混凝土勁性骨架主拱圈及其拱腳受力分析.pdf

1、鋼管混凝土勁性骨架拱橋的主拱圈是其主要的承重構(gòu)件，該類橋的施工方法是以鋼管混凝土為勁性骨架，在骨架上進(jìn)行外包混凝土分環(huán)澆筑。分環(huán)澆筑直接影響橋梁成橋后的受力。全面研究這一過程的結(jié)構(gòu)受力非常重要。本文通過建立橋梁主拱圈的總體數(shù)值模型，研究了主拱圈在分環(huán)成型過程中各關(guān)鍵控制截面部分的受力變化情況，再以此為基礎(chǔ)，建立拱腳的局部模型，詳細(xì)分析其復(fù)雜的受力變化，探討其受力規(guī)律。主要研究內(nèi)容與成果如下:
　　以云桂鐵路南盤江特大橋為例，采用商

2、業(yè)軟件ANSYS建立大橋主拱圈的數(shù)值模型，分析主拱圈外包混凝土澆筑過程中的結(jié)構(gòu)受力。模型中以梁(beam188)單元模擬鋼管混凝土，以板單元(shell63)模擬主拱圈外包混凝土板，計算得到結(jié)構(gòu)受力情況，結(jié)果表明:拱腳、拱頂截面是外包混凝土澆筑過程中的絕對控制截面，尤其是拱腳截面，在其頂部和底部分別產(chǎn)生全拱最大的拉壓應(yīng)力。各控制截面的拱肋在整個施工過程表現(xiàn)為全截面偏心受壓，應(yīng)力數(shù)值隨外包混凝土板分環(huán)澆筑呈周期性變化，每一環(huán)的數(shù)值變化規(guī)律

3、皆相同，但其應(yīng)力分布方式幾乎不隨施工過程的推進(jìn)而發(fā)生改變。
　　分別采用梁單元(beam188)和實體單元(solid65)建立拱腳節(jié)段局部的精細(xì)化有限元模型，詳細(xì)分析拱腳節(jié)段各組成部分在外包混凝土澆筑過程中的受力變化過程，掌握拱圈截面上各組成部分在施工過程中的應(yīng)力分布及變化規(guī)律。結(jié)果表明:在分環(huán)連續(xù)澆筑過程中，各環(huán)的澆筑成型決定了拱腳處混凝土板的應(yīng)力大小以及方向，外室各板件成型階段其應(yīng)力方向皆基本未發(fā)生變化，但當(dāng)內(nèi)室頂、底板成型