浅谈斜靠式拱桥施工力学性能分析

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1、郑州大学硕士学位论文斜靠式拱桥施工力学性能分析姓名：姜自奇申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：陈淮20070418郑州丈学硕}学位论文摘要斜靠式拱桥是近些年来在提篮拱桥基础上发展起来的一种新型拱桥结构型式，该桥型结构新颖，受力及构造复杂，空间效应明显，施工困难，为保证成桥内力和线形符合设计要求，需要对其进行施工过程力学性能分析。本文根据平顶山市城东河路湛河桥主桥——_斜靠式钢筋混凝土拱桥的结构特点，采用有限元软件MIDAS／Civil对其进行离散，用空间梁单元模拟系杆梁、端横梁、中横梁、纵梁和拱肋等构件，用只承受拉力的空间杆单元模拟吊杆，用只承受压力的空间杆单元模拟支架，

2、建立了该斜靠式拱桥的空间有限元计算模型，利用影响矩阵法确定成桥状态下吊杆的初张力，根据倒装理论给出内、外吊杆同时张拉施工以及先张拉内吊杆后张拉外吊杆施工的吊杆初张力，建立两种不同张拉顺序下施工阶段的计算模型，对其施工过程进行静力、稳定性计算与分析，得出以下结论：1．两种施工顺序计算得到的吊杆初张力，先张拉内吊杆后张拉外吊杆旌工相对内、外吊杆同时张拉旌工更易接近吊杆内力设计值。2．两种施工顺序施工过程中，系杆梁、内外拱肋大部分处于全截面受压状态，只在系杆梁跨中位置下缘出现拉应力，其中最大压应力．11．2MPa，小于50号混凝土抗压强度21．64MPa，最大拉应力0．898MPa，

3、小于50号混凝土抗拉强度1．794MPa。先张拉内吊杆后张拉外吊杆施工，各构件控制截面上、下边缘应力更为接近，截面应力较为均匀，且系杆梁跨中位置下缘拉应力较小，从保证施工过程结构受力安全的角度考虑，先张拉内吊杆后张拉外吊杆施工优于内、外吊杆同时张拉施工。3．施工过程中，由于支架的作用，桥梁在竖向基本没有位移，拆除支架后拱肋竖向最大向下位移为0．03m，跨中拱肋横向位移较大，最大位移为00102m，内、外吊杆同时张拉施工的竖向位移略大于先张拉内吊杆后张拉外吊杆施工的竖向位移，但内、外拱肋横向位移前者比后者大0．02m左右，考虑到拱肋横向位移可能会导致内、外拱肋倾角发生改变，影响结

4、构受力，所以，先张拉内吊杆后张拉外吊杆施工优于内、外吊杆同时张拉施工。4．成桥状态和各施工阶段的第1阶稳定系数均高于6．9，满足一般拱桥稳定性要求，桥梁稳定性较好；该桥的失稳模态为内外组合拱肋的面外扭转失稳，说明拱肋的面外刚度相对面内刚度较小，对整个桥梁的稳定起控制作用；先张拉内吊杆后张拉外吊杆施工稳定系数略高于内、外吊杆同时张拉施工的稳定系数，更利于施工过程中的桥梁稳定。郑州大学硕士学位论文5、在先张拉内吊杆后张拉外吊杆的施工过程中，相对于先不连接内外拱肋旌工，先连接内外拱肋施工系梁和拱肋受力更为均匀，控制截面应力在材料容许应力范围内；系梁竖向位移较小，且施工过程稳定系数较大

5、，更利于施工过程中桥梁线形和稳定的控制。综合以上结论可知，采用先张拉内吊杆后张拉外吊杆施工有利于保证施工过程结构安全和稳定性要求，优于内、外吊杆同时张拉施工；在先张拉内吊杆后张拉外吊杆施工中先连接内外拱肋施工优于先不连内外拱肋施工。关键词：斜靠式拱桥；施工静力性能；施工稳定性；有限元法II郑州大学硕t学位论文ABSTRACTDoubleX-archbridge，derivedfromX-archbridge，iSoneofthenewarchbridgetypes．Thistypeofbridgeisofnoveltystylewithcomplexconstitutionan

6、ddistinctspatialmechanicseffect,itsconstructionisdifficult；Toensurethattheinternalforceandthelinefontofcompletedconstructionanswerfordesignmentdemand，itisrequiredthatweca／1-youtthestaticmechanicsfunctionanalysisonitsprocessbeingunderconstruction．Inthisdissertation,themainbridgeofZhanhebridge

7、overChengdongRiverinPingdingshanCity,adoubleX-archbridgeisdiseretizedbyFiniteelementsoftwareMIDAS／Civilaccordingtoitsstructuralcharacteristicswitllthespatialbeamelementsimulatingthelongitudinaltiedbeams，endfloorbeams，middlefloorbeams，archribsandthe