基于带拉索开口薄壁箱拱桥转体施工阶段结构稳定性理论研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文带拉索开口薄壁箱拱桥转体施工阶段结构稳定性理论研究姓名：段潇川申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：袁海庆20070401武汉理工大学硕士学位论文摘要混凝土开口薄壁箱轻型化转体拱桥施工是近年来提出的一种用于箱型板拱(或箱型肋拱)拱桥转体施工的新工艺。它的特点是，先在两岸制成钢筋混凝土开口薄壁箱半拱，转体到位合龙后，浇筑二期混凝土加厚箱拱壁板和底板至设计厚度，然后施工箱拱顶板及上部结构。其优点是转动体系的总重量大大减轻。与钢结构劲性骨架和钢管混凝土转体施工方案相比，混凝士开口薄壁箱转体方案具有成本低、工种相对简单、转体操作方便的优点，容易推广应用。但是，这种施工

2、工艺无论是在施工技术还是在设计理论上都还不够完善。一个突出的问题是，当浇筑二期混凝土加厚壁板和底板时，尚未形成强度的新浇混凝土使开口薄壁拱圈上受到很大的荷载，结构的稳定性成为影响施工安全的一个关键性问题。本文回顾了结构稳定性研究的现状，并结合实际项目指出了目前研究中存在的若干问题。接着，从大跨度桥梁的稳定理论中，引出了基本的稳定理论，及求解稳定理论的若干数值方法，列举了经典的圆弧拱面内、面外稳定问题的求解方法，及按挠度理论的基本方程建立任意拱轴线方程的推导过程。分析了全跨拱结构在脱离支架后转动合龙前及在二期浇注混凝土过程中整个结构的整体稳定性能。推出了在多种状况下，带拉索转体悬链线拱桥稳

3、定安全系数的计算公式，填补了对这一类问题的理论空白。以湖北省交通厅鄂交科教[20041343号项目为依托，本文以湖北省恩施州平地坝转体拱桥这一目前建成的跨径最大的采用开口薄壁箱技术的转体拱桥为实际工程背景，运用能量方法，根据势能原理对开口薄壁箱型混凝土拱桥在施工过程中的平面外(侧倾)稳定分析方法进行了研究。对脱离支架后所处裸拱施工阶段的拱肋一拉索体系进行了稳定性分析，由于此施工阶段无外加荷载工况，本文定义失稳时的重力倍数为结构的稳定安全系数。考虑了多种影响因素，给出了不同状态下拱肋结构所具有的稳定安全系数。通过以上工作本文归纳出了此类型桥的失稳特点及应注意的问题，对今后我国西部山区同类型

4、桥的设计施工有一定的理论价值和实用意义。关键词：转体施工，拱桥，开口薄壁，稳定性研究武汉理工大学硕士学位论文AbstractInadditiontothesimpledesignandconstnlction，owingtoexplicitmechanicsstates，it’seasytomasteranddevelopturningbridges．Comparingwithotherconstrnctionproject，suchassteelframework，CFST，etc，openthin-walledboxesreducequitealotofexperise，simpli

5、fytheconstructioncategories，andhavesomeadvantagesinviewoftheturningmanipulating．Soit’seasiertobeadoptedthanothersinamountainousarea．Atpresent，intheconstructionprocessoflight—weightturning，thegtobalstabilityandlocalstabilityproblemshavesomeeffectsonthedesigntheoryandmethod，constructionartandconstr

6、nctioncontrollingtechnology，whichhavenotbeenresearchedsystematicallyandhaveimpededthedevelopmentofthistechnology．But，thethesisreviewsthehistoryofstmcturestabilization，inthesametime，relatestotherealproject，pointsoutsomeproblemsexistinactualresearch．Secondly，fromthestabilitytheoryoflong·spanbridges

7、，thethesiselicitsthebasicstabilitytheoryandsomenumericalSolutionmethodsaboutit，enumeratesclassicaibucklingofcirculararchesanddeducestheprocessofdiscretionaryarchaxesthroughthedisplacementtheory．Consideringtwoconstructi