大跨度上承式钢筋混凝土拱桥极限承载力分析

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1、分类号:U44,U4510710-2011121277硕士学位论文大跨度上承式钢筋混凝土拱桥极限承载力分析石春龙导师姓名职称胡大琳教授申请学位级别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2014年4月25日论文答辩日期2014年6月7日学位授予单位长安大学万方数据TheUltimateBearingCapacityAnalysisofLong-spanReinforcedConcreteDeckArchBridgeADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidat

2、e：ShiChunlongSupervisor：Prof.HuDalinChang’anUniversity,Xi’an,China万方数据万方数据摘要随着交通建设的蓬勃发展和近些年西部大开发的战略实施，大跨度的钢筋混凝土拱桥在中国西部地区得到了飞速的发展，对其施工阶段的力学行为研究和成桥状态下的极限承载力分析具有重要的理论意义和实用价值。本文总结和归纳了目前国内外学者对拱桥极限承载力的研究现状，介绍了拱桥的稳定理论、非线性分析有限元理论及非线性问题的求解方法。结合背景工程马蹄河特大桥，应用有限元软件Midas/C

3、ivil基于影响矩阵的未知荷载系数法对悬臂浇筑施工阶段的扣、锚索索力进行了优化，主拱圈合拢之后，对其扣、锚索的拆除顺序进行了探讨，对该桥施工过程的稳定性进行了分析。采用ANSYS程序建立有限元计算模型，对该桥成桥状态下的第一类弹性稳定进行了分析，同时研究不同加载方式、矢跨比、拱圈面内抗弯刚度对该桥第一类稳定性的影响。分别就该桥在恒载作用下的弹性屈曲问题、第二类弹性稳定问题（几何非线性问题）以及极限承载力问题进行了分析，并对达到极限荷载时的破坏过程和破坏形式进行了分析。影响大跨度钢筋混凝土拱桥极限承载力的因素很多，主

4、要分为荷载形式、结构设计参数和初始几何缺陷三大类，通过对马蹄河特大桥的上述参数分析来寻求影响其极限承载力的关键因素，为其设计和施工提供有力的支撑。关键词：钢筋混凝土拱桥；施工阶段；稳定；极限承载力；几何与材料非线性I万方数据AbstractWiththevigorousdevelopmentofthetrafficconstructionandtheimplementationofwesterndevelopmentstrategy,long-spanreinforcedconcretearchbridgeiswi

5、ldlyusedinthewesternregionofourcountry.It’sofgreattheoreticalsignificanceandpracticalvaluetostudyitsmechanicalbehaviorduringconstructionandultimatebearingcapacityunderfinishedstate.Therecentresearchstatusoftheultimatebearingcapacityofarchbridgeathomeandabroadi

6、ssummarized,thenthetheoryofstability,nonlinearanalysisandnonlinearfiniteelementmethodisintroducedindetail.BasedonareinforcedconcretearchbridgenamedMaTiriver,thecableforceincantileverconstructionprocessisoptimizedwiththemethodofunknownloadcoefficientbasedoninfl

7、uencematrixprovidedbyMidas/Civil,then,thesequenceofremovingthecablesaftertheclosureofmainarchisstudied,anditsstabilityduringconstructionisalsoanalyzed.WiththeuseofsoftwareANSYS,thefirststabilityissueofthebridgeunderfinishedstate,andtheinfluenceofdifferentloadi

8、ngpatterns,rise-spanratioandin-planebendingstiffnessofarchringisanalyzed.Theissueofelasticbuckling,thesecondstability(geometricallynonlinearity)andultimatebearingcapacityisalsoanal