钢管混凝土结构脱空后的受力性能研究

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1、分类号：单位代码：密级：无学号：硕士学位论文中文论文题目：钢管混凝土结构脱空后的受力性能研究英文论文题目：申请人姓名：指导教师：叶贵如教授张治成副教授专业名称：桥梁与隧道工程研究方向：钢管混凝土拱桥结构计算所在学院：建筑工程学院论文提交日期年月钢管混凝土结构脱空后的受力性能研究⑩论文作者签名：指导教师签名论文评阅人蔡金标副教授浙江大学评阅人董香军高级工程师浙江省建筑科学设计研究院评阅人隐名评审评阅人评阅人答辩委员会主席徐荣桥教授浙江大学委员杨仲轩教授浙江大学委员蔡金标副教授浙江大学委员叶贵如教授

2、浙江大学委员张治成畐！！教授浙江大学委员答辩曰期年月浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被

3、查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播可以采用影印、縮印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书）签字曰期：丨年月夕曰签字曰期：月曰浙江大学硕士学位论文致谢致谢本文是在尊敬的导师叶贵如教授和张治成副教授的精心指导下完成的，特别是张老师付出了大量的时间，提出了许多宝贵的意见。从论文选题、课题展开、试验研究到论文定稿都凝聚着张老师的心血和汗水跟着张老师求学的曰子里，他严谨的学术作风、忘我的工作热情和渊博的专业知识，深深感染

4、并影响着我即使以后走上工作岗位，这些优秀的品质也值得我不断地学习。值此论文完成之际，谨向张治成老师表示深深的敬意和衷心的感谢。感谢交通所项贻强、谢旭、徐荣桥、蔡金标、汪劲丰、段元锋、孙晓燕老师，在我研究生阶段学习和生活中，他们给予了有益的指点和启迪；感谢黄海燕、唐站站、王彤、李晓章、匡永江、韩晗、曹龙呈、孙文江、温敏、王晓峰等师兄师姐在日常学习中的指导和生活上的帮助；更要感谢还在读的唐晶、杨毅、袁栋、刘兴喜、宋方远、郑祥隆、张婷停、刘婕等师弟师妹们在日常工作中的帮助；感谢郑晨曦、潘骁宇、钟婧如、

5、张翔、常晖、张永平、陈一曰、王璇、李少骏、傅挺挺、鲍光建、杨臝、何晓洋等同窗好友在生活和学习上给予的帮助。在此要特别感谢父亲二十多年的养育之恩，无论在学业还是生活上，都给予了我最大的支持和鼓励。感谢您在我无助、迷茫的时侯给予我无限的爱，在您自己举步维艰的时候还无私的奉献、鼓励我要坚强，是您的爱给了我坚强的后盾，让我在人生的路上勇往直前，顺利完成学业。最后衷心感谢各位评阅老师和答辩委员会专家在百忙之中抽出时间对论文进行评审并提出宝贵意见。刘漳月于浙大求是园浙江大学碩士学位论文摘要摘要钢管混凝土材料

6、因具有强度高、重量轻、抗震性能突出、塑性和延性性能优异、易于架设、施工快速等优点，使其在拱式体系桥梁结构当中得到了广泛的应用。然而，由于核心混凝土搅拌质量未达标、泵送不到位、外界温度变化以及收缩徐变等因素，钢管混凝土拱桥不可避免地出现不同程度的脱空现象。因此分析脱空对钢管混凝土结构受力性能的影响是非常有必要的。本文主要以釆用加劲钢板连接而成的四肢格构式钢管混凝土结构为研究对象。本文首先在弹性范围内，基于钢管与核心混凝土完全脱空的假设，通过理论推导的方法定性地探讨了脱空对单圆管、吸铃型以及四肢格构

7、式截面拱肋刚度的影响，并借助对相关算例进行验证分析，同时分析了脱空前后拱肋截面钢管与核心混凝土的应力变化情况。在此基础上，基于考虑脱空的实体单元计算模型，详细探讨了脱空率、偏心率、构件长细比、含钢率等参数对脱空四肢格构式钢管混凝土构件极限承载能力的影响规律。最后以一座跨径为的四肢格构式异型钢管混凝土拱桥为背景，基于考虑脱空的梁单元模型，分析了脱空率、含钢率等因素对四肢格构式拱肋刚度的影响，并探讨了脱空率、荷载作用方式、拱肋脱空位置等参数对结构脱空前后承载力的影响。此外，结合已有的单圆管钢管混凝土

8、脱空试验，建立了相应的实体单元模型和梁单元模型，以此验证本文有限元分建模分析过程的正确性以及脱空状态下核心混凝土本构关系选取的合理性。通过本文的研究，主要得到以下几点结论：在弹性范围内，单圆管拱肋完全脱空之后不会引起结构抗弯刚度的下降，拱肋钢管与混凝土截面的最大应力也基本没有发生变化；但哑铃型、四肢格构式拱肋发生完全脱空之后，拱肋抗弯刚度、截面应力分布均有明显变化；结合已有的单圆管脱空试验结果，证明了本文的有限元建模方法用于分析脱空钢管混凝土结构的受力性能是合理的；对于四肢格构式钢管混凝土构件，