钢管混凝土拱桥拱肋脱空机理和相关结构稳定性影响研究-桥梁与隧道工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 论文独创性声明 本人声明:本人所呈交的学位论文是在导师的指导下独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名: ;ω习 pl 乞年 6. 月 3 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 (必威体育官网网址的论文在解密后应遵守此规定) 论文问签名 :1以斗 导师签名:叫年 VJ  ZP/fL 年 5 月二?日 7/】 /f(; 年 d 月牙日 摘 要 钢管混凝土拱桥作为一种常见桥型，具有承载力高、延性好、施工方便等诸多优点， 在桥梁建设中占有重要位置。但在实际工程应用中，该类桥梁也出现诸多问题。其中， 拱肋脱空作为最典型病害之一被暴露出来，给拱桥结构受力等各方面性能带来不利影 响。对拱肋脱空机理分析以及研究脱空对结构的的承载力和稳定性的影响，对解决脱空 病害，提高结构性能等都具有重要的意义。 对拱肋脱空机理理论分析需要先确定导致脱空的原因，再对各因素下的脱空进行理 论推导，得到脱空解析值。考虑脱空对结构的稳定性影响，需要先系统理解钢管混凝土 拱桥的受力特性、稳定分析理论基础上，再将拱肋处于完全粘结状态和全脱空状态时的 结构稳定性性能进行对比分析。 论文在提出拱肋脱空概念后，主要研究了钢管混凝土拱桥脱空产生的原因，并通过 平面应力理论，推导拱肋界面拉应力和脱空高度的计算公式，进而对各个因素下的脱空 机理进行定量分析。以郑州黄河二桥为工程背景，在构建钢管与混凝土粘结-滑移本构 模型和采用合理的模拟拱肋方法的基础上，分别建立完全粘结和全脱空两种状态下的 ANSYS 空间有限元模型。对脱空状态下的结构稳定性分析的主要内容包括拱肋的几何 变形、拱桥结构的失稳形态、稳定系数以及结构的动力特性，并将结果与完全粘结状态 的稳定性能作对比。此外，脱空对于拱桥稳定性影响与拱肋含钢率、孔洞率和脱空位置 等参数有关。本文采用有限元分析方法对这些因素做具体分析，为以后解决钢管混凝土 脱空问题提供参考和依据。 关键词：钢管混凝土拱桥；拱肋；脱空；稳定性；有限元法 I Abstract As one of the most common bridge structures, the concrete-filled steel tube(CFST) arch bridge, with high bearing capacity，ductility，convenient and many other advantages，occupies an important position in the bridge construction. But in the practical engineering application, This kind of Bridges also appeared many problems. Among them, the arch ribs-separation as the most typical problems have been exposed, detrimental to the arch bridge structure performance. The analysis of the arch ribs-separation and the study of influence on the structure bearing capacity and stability, has the vital significance to solve the separation problem and improve the performance of structure and so on all. Theoretical analysis of mechanism of the arch ribs-separation need to determine the cause of separation, and then get analytical value of the separation by the theoretical derivation under various factors. Consider the impact on the stability of the stru