钢管混凝土拱桥拱肋早龄期徐变分析

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1、3．2．1桥梁概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．313．2．2拱肋有限元模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．333．2．3计算结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．354参数分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384．1矢跨比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．384．1．1拱项位移⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．384．1．2拱脚／顶钢管应力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯404．1．3拱脚／顶缀板混凝土⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4l4．1．4拱脚／项上肢混凝土⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．1．5拱脚／顶下肢混凝土⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯444．2拱肋施工顺序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯454．2．1拱顶位移⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．454．2．2拱脚／顶钢管应力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯484．2．3拱脚／顶缀板混凝土⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯504．2．4拱脚／顶上肢混凝土⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯534．2．5拱脚／

3、顶下肢混凝土⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯555结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯585．1结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．585．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯59参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯60作者简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．63独创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．64学位论文数据集⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．65j匕塞童通丕堂亟±堂僮途塞缝迨l绪论1．1研究背景及意义钢管混凝土拱桥是在拱桥发展的基础上发展起来的。钢管混凝土拱桥结合了钢拱桥和混凝土拱桥的特点。在钢管混凝土构件中两种材料协同工作，弥补了双方弱点，使各自的优点得到充分发挥。钢拱桥强度高，自重轻，水平推力相对较小，但钢结构的造价高，养护费用也较高，不及钢筋混凝土拱桥经济。钢筋混凝土拱桥以承压能力较高而造价较低的混凝土材料建造，充分利用了拱式体系以受压为主的特点，因而造价低，桥梁刚度大，且养护工作量小，费用省；但与钢拱桥相比

5、，自重大，跨径比较小，施工也较困难。钢筋混凝土拱桥在大跨度拱桥中无法体现拱桥的美感，这种大跨度拱桥的侧向刚度一般较小，横向稳定性差，为了弥补这方面的缺点，只有把拱肋构件的截面做大，而这样使拱桥显得笨重。因此需要一种即可以使拱圈施工轻型化，又可以跨越较大跨度，同时又能节约钢材的新型结构来满足工程实践的需要，钢管混凝土拱桥应运而生，因而得到迅速发展。1．1．1研究背景钢管混凝土拱桥是将钢管内填充混凝土，由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀，使混凝土处于三向受压状态，从而显著提高混凝土的抗压强度。钢管兼有

6、纵向主筋和横向套箍的作用，可作为施工模板，方便混凝土浇筑。施工过程中，钢管可作为劲性承重骨架，其焊接工作简单，吊装重量轻，从而能简化施工工艺，缩短施工工期。将钢管混凝土应用于拱桥中，在力学性能、施工、经济以及美观等方面，表现出很大的优越性，极大促进了拱桥的发展。钢管混凝土同套箍混凝土相同，一方面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强度和压缩变形能力；另一方面借助内填混凝土的支撑作用，增强钢管壁的几何稳定性，改变空钢管的失稳模态，从而提高其承载力

7、。二者的结合，充分发挥了两种材料的优点，相互弥补了彼此的不足。钢管混凝土作为一种组合材料具有独特的工作特性：弹性工作而塑性破坏，承载力高而极限压缩变形大，非常适合以偏心受压为主的拱桥。钢管混凝土拱桥近十几年在我国应用广泛，发展迅速。1990年，我国建成了第一座钢管混凝土拱桥一四川旺苍东河大桥，它为跨度115m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、造型美观等优点，随着其计算理论的不断发展完善和施工技术的提升，钢管混凝土拱桥跨径与规模不断增大，分布区域也越来越广。近二十年里，我国

8、共修建了300多座钢管混凝土拱桥。图1-1四川苍旺东河大桥Fig．1-1SichuanCangWangRiverBridge图1．2广东丫髻沙大桥Fig．1—2GuangdongYajishaBridge表1-1我国部分钢管混凝土拱桥介绍序号桥名跨径(m)结构形式建成年份1湖北支井河大桥430上承式20082湘潭湘江四大桥400飞鸟式+斜拉索20083四川巫山长江大桥460有推力中承式20054安徽黄山太平湖大桥336有推力中承式20075