松岙大桥的稳定与动力特性仿真分析

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1、浙江大学工程硕士学位论文2008第1章绪论修建的并不多，其真正的发展是在90年代。1．1．2国内发展现状上世纪六、七十年代各国学者对钢管混凝土组合结构的大量研究，钢管混凝土结构开始在桥梁方面迅猛发展。我国于50年代末开始进行钢．混凝土组合结构的研究，并于1963年在北京地铁站中首次成功地采用了钢管混凝土柱I引。自1990年在四川省旺苍县首先用吊装，无支架施工法建成跨度115m的我国第一座钢管混凝土拱桥【19】，它为下承式预应力钢管混凝土系杆拱桥。由于钢管混凝土拱桥具有材料强度高、施工方便、造型美观等优点，短短数年间，钢管混凝土

2、拱桥如雨后春笋，在全国兴建。据不完全统计，从1990年到现在全国己建成近100余座【12】，其速度之快，为中外建桥史所罕见。尤以重庆万县长江公路大桥跨度达420m，一跨过江，成为当今混凝土大跨度拱桥的世界之最。如双主跨100m中承式肋拱的广东高明大桥；主跨150m的天津彩虹桥；主跨135m下承式刚架系杆拱的河南安阳文峰路立交桥；主跨120m中承式肋拱的浙江新安江望江大桥；主跨245m横哑铃形桁式拱的浙江三门健跳大桥；主跨为288m的重庆奉节梅溪河桥；主跨为270m的广西三岸邕江大桥：主跨为280m的湖北武汉的汉江三桥；主跨36

3、0m中承式六管桁式的广州丫髻沙大桥【20】等等。部分大跨径钢管混凝土拱桥仍在建造中。其中1997年建成的四川万县长江大桥主跨跨径己达420m，为钢管混凝土劲性骨架箱拱桥，超过了前南斯拉夫KRK大桥390m的世界纪录，是世界上跨径最大的钢筋混凝土拱桥，为世界所瞩目。由此可见，钢管混凝土拱式结构在桥梁建设中得到越来越多地应用，使古老的拱桥重新焕发了勃勃的生机，并为现代拱桥进一步向更大跨径发展提供了可能。钢管混凝土拱桥以其特有的优美造型，方便的施工，跨越力大等优势，越来越受到桥梁工程界的重视。1．3钢管拱桥的结构型式和受力特点拱桥的

4、拱肋是以受压为主的构件，其稳定性问题较为突出：在大跨度桥梁中，一般采用高强度材料，而桥梁跨度的增加，就要求提高其抗振能力，从而要求结构具有较好的延性和恢复性能。钢管混凝土组合材料用于拱桥中z日-,,匕k__．,一ZtKEl好满足以上问题。不仅如此，钢管混2浙江大学工程硕士学位论文2008第1章绪论凝土拱桥可以大大减小桥梁的自重，还可以很大程度上改善大跨度拱桥中抗风能力和抗震能力。大跨度拱桥的侧向刚度一般较小，在风荷载作用下，产生较大的侧向变形，影响桥梁的运营，甚至导致破坏。构件所受风荷载的大小与拱桥所在地区的基本风压、构件的风

5、载体型系数、构件的阻风外部尺寸等因素有关。大跨度钢筋混凝土拱桥虽然可以采用空心拱肋构件，但其截面的外形尺寸较大，阻风面积大，从而所受风荷载大，其侧向稳定性差；而用钢管混凝土材料，拱肋可以根据需要做成合理型式的格构式曲架结构，同时获得所必须的结构刚度，在保证构件的整体稳定性的基础上，使拱肋结构通透，阻风面积小，所受风荷载减小，从而改善其横向稳定性能。计算机和有限元方法在桥梁结构分析中的应用和发展，使高度复杂结构和其在复杂的荷载作用下的力学性能的计算成为可能，并可以获得较高的精度，从而对钢管混凝土拱肋格构结构的整体力学性能得到可靠

6、的计算和分析，保证设计的安全性和经济性。地震分析表明，拱肋截面的变小，将减小地震作用下结构的地震反应和结构内力，这给设计带来经济效益。钢管混凝土结构是由混凝土填入薄壁钢管内而形成的一种组合结构，其基本原理是借助钢管对核心混凝土的套箍约束作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使核心混凝土具有更高的抗压和更强的塑性变形能力。钢管混凝土本质上属于套箍混凝土，因此，除具有一般套箍混凝土的强度高、塑性好、质量轻、耐疲劳、耐冲击外，尚具有以下几方面的特点⋯21凇】：(1)轴压承载力高薄壁钢管临界承载力极不稳定，在钢管中填充混凝土形成钢管

7、混凝土后，钢管约束了混凝土，在轴心受压荷载作用下，混凝土三向受压，延缓了受压时的纵向开裂。混凝土的存在可以避免或延缓薄壁钢管过早地发生局部屈曲，两种材料相互弥补了彼此的弱点，充分发挥彼此的长处，从而使钢管混凝土具有很高的承载力，大大高于组成钢管混凝土的钢管和核心混凝土单独承载力之和。(2)塑性和韧性好混凝土的脆性较大，但核心混凝土在钢管的约束下，不但在使用阶段改善了它的弹性性质，而且在破坏时具有很大的塑性变形。试验结果表明，钢管混凝土轴心受压短柱破坏时，往往可以被压到原长的2／3，但仍没有呈现脆性破坏的特征。这种结构在承受冲击

8、荷载和振动荷载时，也具有很好的韧性。由于钢管具有良好的塑性和韧性，因而抗震性能也好。浙江大学工程硕士学位论文2008第l章绪论(3)施工方便与钢筋混凝土柱相比，采用钢管混凝土柱没有绑扎钢筋、支模和拆模等工序，施工简便，钢管内无钢筋，浇灌容易，振捣密实。使用顶部抛落无振混凝土及