毕业设计（论文）-拱桥静载受力分析和模态分析计算.doc

拱桥静载受力分析和模态分析计算 目录 摘要 第一章 绪论‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1 拱桥概述‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1.1拱桥的特点‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1.2 国内外发展状况‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1.3我国拱桥的发展方向及主要结构型式‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1.4我国拱桥的施工方法a)、按照主拱圈所使用的建筑材料可以分为:污工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥和钢—混凝土组合拱桥等。 b)、按照拱上建筑的形式可以分为:实腹式拱桥和空腹式拱桥。 c)、按照主拱圈线形可以分为:圆弧线拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥。 d)、按照桥面位置可以分为:上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥(图1-2)。 e)、按照有无水平推力可分为:有推力拱桥和无推力拱桥。 拱桥图 f)、按照结构受力图式可分为:简单体系拱桥(图1-3)、组合体系拱桥和拱片桥。 g)、按照拱圈截面型式可分为:板拱桥、板肋拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥、钢管混凝土拱桥、劲性骨架混凝土拱桥。 1.1.2 国内外发展状况 国外：1858 年,奥地利人兰格尔(Josef Langer) 获得了刚性梁柔性拱的系杆拱桥专利。19 世纪末,德国易北河上建造了一座跨度为96. 35 m 的10 跨透镜形弦杆铁路桥,成为所谓洛泽桥(Lohse2Trager) 的先驱。尼尔森(O. F. Nielson) 最早提出采用斜吊杆代替竖直吊杆的设想,以大幅度提高结构刚度,并于1929 年在瑞典获得专利权。1927 年,美国纽约在修建跨越哈德逊河的乔治·华盛顿桥梁方案中,克利沃·夏因曾为了提高桥梁整体刚度提出过跨度达1 066. 8 m 的拱悬索桥组合方案。2002 年,马来西亚吉隆坡普特拉贾亚城建成的普特拉贾亚为单孔300 m 的斜拉拱桥,斜拉索与吊杆均作用在桥面。为现代的代表作。以上的为拱桥在国外的各个时期的代表作和各阶段的发展状况。 国内：我国公路拱桥的发展，可粗略地分为四个阶段。第一阶段是50年代到60年代中．绝大多数是中小石拱桥，当时也研究过片石混凝土拱桥等，但未能推广。最大跨度拱桥是1961年建成的云南南盘江上的长虹桥(单跨112．5m空胶式石拱桥)。第二阶段是60年代中至70年代，主导桥型是低配筋双曲拱桥。由于双曲拱桥耗用钢材少，施工中能化整为零，需要起重设备少，易于当时搞群众运动，因而得到飞速发展。当时也研究过中小跨径混凝土预制块拱、二铰拱等少筋拱桥。最大跨度是1968年建成的河南嵩县前河大桥(跨度150m，双曲拱桥)。第三阶段是70年代末到80年代，主导桥型是大中跨预制钢筋混凝土箱(肋)型拱桥。采用无支架吊装架设法建成的最大跨度是四川宜宾马鸣溪大桥(1979年建成，跨度150m)，采用支架法建成的最大跨度是四川攀枝花市宝鼎大桥(1982年建成，跨度170m)。在这个时期，国外钢筋混凝土拱桥的最大跨度已达390m(南斯拉夫克尔克I桥KrK I，1980年建成)。第四阶段以1990年建成的四川宜宾南门金沙江大桥为标志。该桥系中承式劲性骨架混凝土肋拱桥，跨度240m。居当时中承式拱桥世界第一。宜宾桥采用劲性骨架成拱，悬挂模板，现浇拱肋混凝土，大大减轻了吊装架设重量，保证了成拱安全度．浇注过程中，采用水箱加载调整应力和变形，大大节省了钢材，应用现代电算技术和电测手段进行旅工仿真计算和施工监控，使拱桥施工决策走向了科学化。所取得的设计施工经验和科研成果，极大地推动了我国超大化拱桥技术进步。在随后的几年中．我国几十座跨度100m 以上的拱桥相继建成。1996年建成的广西邕宁邕江大桥跨度选312m，把中承式劲性骨架混凝土拱桥世界记录提高了72m。该桥采用千斤顶斜拉扣挂悬拼架设法悬拼劲性骨拱桁架、浇注拱肋混凝土、调整施工应力和变形，比水箱法更安全稳妥。四川万县长江大桥也是劲性骨架混凝土拱桥，该桥跨度420m，把上承式拱桥的世界记录由南斯拉夫KRK I大桥的390m提高了30m。在此期间，1995年贵州省建成了跨度330m 的江界河大桥，居预应力桁架拱桥世界第一。1995年广东省建成了跨度200m 的南海三山西中承钢管混凝十拱桥、居钢管混凝土拱桥世界第一。1991年湖南风凰县建成跨度120m 的鸟巢河大桥，居石拱桥世界第一这些跨度记录和取得的设计施工经验及科研成果说明，目前，我国拱桥已面跃居世界拱桥先进行列。 拱圈轻型化，可减轻对吊装能力的需求，节省上、下部构造工程量，节省造价。我国箱形拱，受吊重的限制，愎板多而厚，其体积可占主拱圈的20～25％ ，而受力上并不需要。因此拱圈轻型化除减薄板件厚度外，还向宽箱，少箱发展，以减少腹扳体积，出现了双箱加顶、底板形成三室箱