下承式钢管混凝土系杆拱桥合理成桥及施工阶段索力研究

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1、分类号:U44,U4510710-2012121090硕士学位论文下承式钢管混凝土系杆拱桥合理成桥及施工阶段索力研究王冠男导师姓名职称胡庆安教授申请学位类别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2015年4月25日论文答辩日期2015年5月30日学位授予单位长安大学AnalysisofReasonableFinishedandConstructionStagesCableTensiononConcrete-FilledSteelTubularArchBridgeADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WANGGu

2、an-nanSupervisor：Prof.HuQing’anChang’anUniversity,Xi’an,China摘要本文针对钢管混凝土拱桥索力调整的研究现状，结合工程实例，运用有限元分析软件Civil对钢管混凝土拱桥成桥索力优化和施工状态控制、成桥影响参数敏感性以及目前较多运用在斜拉桥上的全程不张拉吊杆的情况在拱桥上的适用性等，作了一定的研究分析。首先建立钢管混凝土吊杆张拉力优化模型，采用最小弯曲能量法以及影响矩阵法提出了系杆拱桥成桥索力优化的实用方法，引入了抗弯刚度折减系数以及轴向刚度扩大系数的概念，并且对成桥状态吊杆张拉力进行了优化，并分析吊杆张拉力优化后桥梁结构的

3、受力性能。其次，本文按照设计顺序建立施工阶段正装模型，采用基于影响矩阵的未知荷载系数法确定各个吊杆施工阶段所需的张拉力，并且通过计算分析一次张拉与分步张拉的优缺点，按照计算得出的两种施工方案，对结构进行正装分析，最终与成桥阶段目标索力吻合；文中还研究了张拉顺序对结构的影响并作出了优化。本文还指出了全程不张拉吊杆只依靠自重达到成桥时，内力状态不满足要求，所以不建议采用。最后，本文还对结构成桥阶段受力状态进行了参数敏感性分析，并且将其归类，指出对于敏感性因素，在计算中应当准确模拟，力求与实际施工状态吻合良好，这样就要求从施工角度严格控制施工质量，尽量做到风险预判和合理的施工监测，确保

4、结构在成桥之后内力与线形等各方面结果满足设计目标。由此，通过对该实例桥的计算分析，笔者了解了钢管拱的设计与施工流程及其重点环节，也期望为后续读者在钢管拱的学习方面提供一点借鉴意义。关键词：下承式钢管拱，合理成桥索力，施工张拉力，参数敏感性，未知荷载系数法，Midas/CiviliAbstractInordertostudyactualityofConcrete-filledsteelTubulararchbridgeandthequestions,basedonanengineering,usingfiniteelementanalysissoftwaretoanalyzethe

5、reasonablefinishedandconstructionstagescabletensionaswellastheparametersensitivity,andthefeasibilityofthearchbridgewithnotensionhavebeenstudiedinthispaper.First,themodelofoptimizationforsuspenders,tensioninConcrete-filledSteelTubulararchbridgewassetup.Suspenders,tensioninfinishedstateanddurin

6、gtheconstructionwasoptimizedbyLeastBendEnergyTheoreticandcombinedwiththeinfluencematrixmethod,andalsointroducetheBendingstiffnessreductionfactorandtheaxialstiffnessexpansionfactor.ThenthepaperanalyzedstructureperformanceofConcrete-filledsteelTubulararchbridgewhensuspenders,tensionwasoptimized

7、.Secondly,accordingtothedesigninordertoestablishtheconstructionphase,usetheunknownloadcoefficient,whichisbasedontheimpactmatrixmethodtodeterminethetensionofthederrickconstructionstages,andthroughthecalculation,theauthoranalyzetheadvantagesand