鋼管混凝土拱施工階段抗風(fēng)性能與成橋階段穩(wěn)定性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著鋼管混凝土拱橋跨度的不斷增大,拱肋在施工階段和成橋階段的穩(wěn)定問題日益突出:在施工階段,空鋼管拱肋常采用纜索吊裝法懸臂拼裝,此時拱肋僅靠側(cè)向設(shè)置的纜風(fēng)維持面外穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)的面外剛度較低。在風(fēng)荷載的強烈作用下,拱肋可能發(fā)生大幅振動,并由此導(dǎo)致纜風(fēng)的斷裂和結(jié)構(gòu)的破壞,故應(yīng)對拱肋在懸臂拼裝階段的抗風(fēng)性能進行研究;在成橋階段,閉合的拱形結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成,且風(fēng)撐的設(shè)置使拱肋面外剛度大幅提高,其面外風(fēng)致穩(wěn)定問題不再突出,但使用荷載作用下拱肋承受較大軸壓

2、作用,其面內(nèi)整體穩(wěn)定問題較為突出,因此應(yīng)對成橋階段拱肋的面內(nèi)穩(wěn)定性能進行研究。本文選取常用的拋物線型鋼管混凝土拱橋作為研究對象,對其懸臂施工階段的空鋼管拱肋抗風(fēng)性能和成橋階段的鋼管混凝土拱肋面內(nèi)穩(wěn)定性能進行研究,具體研究內(nèi)容如下:
  (1)針對鋼管混凝土拱橋常用的截面類型和截面尺寸,開展了空鋼管拱肋節(jié)段模型風(fēng)洞試驗,得到了四肢桁式截面和橫啞鈴桁式截面的三分力系數(shù)和氣動導(dǎo)納函數(shù),為后文進行空鋼管懸臂拱肋的抖振分析提供了基礎(chǔ)。通過對

3、試驗測得的截面升力系數(shù)進行分析,得到了拱肋發(fā)生馳振的條件。
  (2)考慮曲線型拱軸線對抖振分析的影響,采用MATLAB編制了懸臂空鋼管拱肋抖振分析程序,并利用經(jīng)典理論分析結(jié)果和橋梁實測結(jié)果驗證了程序的正確性和適用性。采用上述程序?qū)Σ煌瑓?shù)下懸臂空鋼管拱肋的風(fēng)致響應(yīng)進行了系統(tǒng)分析,提出了懸臂拋物線型空鋼管拱肋陣風(fēng)系數(shù)的建議取值。
 ?。?)開展了矢跨比為1/4.5、1/6和1/9的三組鋼管混凝土拋物線拱平面內(nèi)穩(wěn)定承載力試驗,

4、研究了試件在軸壓和壓彎受力狀態(tài)下的失穩(wěn)破壞模式、穩(wěn)定承載力和約束效應(yīng)發(fā)展規(guī)律;通過試驗得到了矢跨比和加載工況對鋼管混凝土拋物線拱穩(wěn)定承載力的影響規(guī)律。
 ?。?)建立并驗證了軸壓作用下鋼管混凝土拋物線拱的ABAQUS有限元分析模型,對軸壓作用下鋼管混凝土拋物線拱的彈性和彈塑性穩(wěn)定性能進行了研究,得到了矢跨比對拋物線拱穩(wěn)定承載力的影響。引入矢跨比考慮屈曲前變形的影響,對現(xiàn)有規(guī)范采用的穩(wěn)定系數(shù)進行修正,提出了軸壓作用下鋼管混凝土拋物線

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