浅谈下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚受力分析

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1、武汉理工大学硕士学位论文下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚受力分析姓名：孙耀宗申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：蔡江勇;蒋沧如20070501武汉理丁=大学硕上学位论文中文摘要拱桥是一种极具美学价值的桥梁形式，也是桥梁的基本桥型之一，在我国又有深厚的历史渊源，在工程中得到了广泛应用，是我国建设较多的桥型。由于钢管混凝土在桥梁上的应用，同时解决了拱桥高强度材料应用和施工两大难题，使拱桥更加轻巧，表现力也更强，给拱桥的发展注入了新的活力。因此，钢管混凝土拱桥在我国得到迅速发展，我国建造了大量的拱桥。中、下承式拱桥建筑造型极佳，在城市桥梁中往往受到青睐而成

2、为城市的标志性建筑，目前仍在向更大跨径、更大规模的方向发展，应用区域和范围也在不断扩大。本文根据湖北省鄂州市南浦虹桥——下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的结构特点，采用有限单元法对该桥进行有限元离散，用空间梁单元模拟端横梁、中横梁，纵梁和拱肋等构件，用只承受拉力的空间杆单元模拟吊杆和系杆，建立了桥梁空间力学计算的有限元模型；用实体单元模拟该拱桥拱脚，建立了拱脚空间有限元模型。利用ANSYS程序对该桥进行了空间力学计算，首先结合施工监控验证了模型的可行性，然后分析了哑铃型下承式钢管混凝土拱桥在无支架施工阶段和正常使用阶段各工况下拱脚截面的受力情况，又分析了不

3、同系杆张拉力和风荷载对拱脚截面受力的影响，得到了各种工况下拱桥拱肋弯矩图和轴力图；最后根据圣维南原理，选择典型工况分析了拱脚结点内部应力分布状况，并得出一些有益结论。本文的计算结果可为该类桥的设计、施工提供参考，还可为该类桥梁在使用过程中的健康检测和维护提供基础性数据。关键词：钢管混凝土拱桥：有限元法；拱脚；系杆；张拉力；风荷载武汉理工大学硕上学位论文AbstractArchbridge，withextremelyhighaestheticvalue，actingasoneofthefundamentalbridgetypesandpossessing

4、aprofoundhistoricalorigin,iswidelyappliedinengineeringandisapopularbridgetypeinournation’sconstruction．AstheapplicationofCFST(ConcreteFilledSteelTube)structurestobridgeshassolvedtheproblemoftheapplicationofhigh·strengthmaterialofarchbridgeandtheproblemoftheconstructionofarchbrid

5、ge，twomainbridgepuzzles，archbridgebecomesmuchlighterandhasstrongerexpressiveforceandthedevelopmentofarchbridgeisinfusedwithfreshvitality．Therefore，CFSTarchbridgehasgainedaboomingopportunityinourcountryandmeanwhilealargenumberofarchbridgeshavebeenconstructedinourcountry．Withwonde

6、rfularchitecturalstyles，throughandhalfthrougharchbridges，arecommonlyfavoredinurbanbridgedesignandconstructionsoastobethesymbolofcivicconstructions．Forthemoment，theyarestilladvancingonwiderspanandlargerscaleandtheirapplicationregionandscopeareenlargedcontinually．Inthisdissertatio

7、n,theNan—pu—hongBridgeinEzhoucity,Hubeiprovince，arigid—framedthrouIghCFSTtied—archbridgeisdiscretizedbytheFEMaccordingtoitsstructuralcharacteristicswiththespatialbeamelementsimulatingtheendfloorbeams，middlefloorbeams，archribsandthelikeandwiththespatiallinkelementsimulatingthesus

8、pendersandhorizontaltiebarstoerectthebridge'ssp