大跨度铁路连续梁—拱组合桥整体分析及拱脚应力研究

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1、国内图书分类号：U448.13密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文大跨度铁路连续梁-拱组合桥整体分析及拱脚应力研究年级二○一五级姓名郑柯汗申请学位级别工程硕士专业建筑与土木工程指导老师康锐副教授二O一八年五月ClassifiedIndex:U448.13U.D.C:624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONOVERALLANDDETAILEDARCHFOOT’SSTRESSANALYSISOFCONTINUOUSBEAM-ARCHBRIDGEINLARGESPANGrade:2015Cand

2、idate:ZHENGKehanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ArchitectureandCivilEngineeringSupervisor:AssociateProf.KANGRuiMay，2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论

3、文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密，使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)采用有限元数值模拟的方法，应用有限元软件MIDAS/CIVIL建立基于梁单元的空间有限元模型，并以此进行大跨度铁路连续梁-拱组合桥的施工阶段和成桥使用阶段结构的静计算分析，分析总结拱结构对主梁施工阶段的影响和长期徐变变形的贡献。(2)利用有限元软件MIDAS/CIVIL计算分析了结构的动力特性，运用反应谱法和时程法计算分析各种地震荷载工况下结构的地震响应，并

4、对比了部分反应谱法和时程法两种分析方法的计算结果。(3)利用通用有限元软件ANSYS建立拱脚局部的实体有限元模型，分析在不利荷载组合作用下各部位应力分布，总结拱梁结合部位应力分布规律，为连续梁-拱组合桥梁在拱脚与主梁的连接设计和优化提供一些建议。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要连续梁

5、-拱组合桥作为一种应用于铁路尤其是高速铁路的新型组合结构，避免了拱桥对地基的苛刻要求，是一种刚度大、稳定性好且适用于大跨度的桥型，整个结构造型大方、施工技术成熟且方便。随着“一带一路”和“中国高铁走出去”战略的不断推进，全国甚至世界高速铁路和客运专线的建设都将进入加速阶段，此类型桥梁将被越来越多使用，十分有必要对其结构性能进行全面分析研究。论文回顾了连续梁-拱组合桥的发展概况与历史研究现状，总结了其受力特点。以成渝客专某跨径组合为（78+168+78）m的连续梁-拱组合桥为工程研究背景，计算分析大跨度铁路连续梁-拱组合桥在施工阶段和使用阶段的静动力效应，探讨主梁与拱肋部位应力状态和优化

6、建议。首先，利用有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥的杆系有限元模型，分别计算分析桥梁结构的主梁和主拱在各施工阶段的受力变化规律，对比分析主拱对结构长期徐变挠度的影响，分析研究成桥使用阶段中结构在恒载、活载、脱轨荷载等作用下和多种荷载组合作用下的效应。其次，对组合桥成桥状态进行动力特性分析，得到桥梁的自振周期和振型，分别运用反应谱法和时程法分析各种地震荷载工况下结构的地震响应，再对比分析重要部位相同地震荷载激励下反应谱法和时程法的计算结果。最后，利用通用有限元软件ANSYS建立拱脚局部的实体有限元模型，分析在不利荷载组合作用下结构应力状况，并且总结拱梁结合部位应力分布规律，以此来探

7、讨同类型桥梁拱与主梁的连接设计和优化建议。本文对大跨度铁路连续梁-拱组合桥的整体静动力性能以及拱脚应力的研究，期望对同类桥梁的设计和研究提供参考。关键词：连续梁-拱组合桥；大跨度；静力性能；地震响应；局部应力分析西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractAsanewcompositestructureappliedtorailway,especiallyhigh-speedinrailway,thecontinuousbeam-ar