[毕业设计] 小钢管劲性骨架混凝土箱拱施工阶段力学性能研究 [复制链接]

资料简介：
　　武汉理工大学毕业设计 小钢管劲性骨架混凝土箱拱施工阶段力学性能研究，共72页，40100字。
　　
目录
　　
第1章  绪论    1
　　
1.1劲性骨架混凝土拱桥的发展    1
　　
1.2钢骨混凝土应用及研究    2
　　
1.3钢管混凝土应用及研究    4
　　
1.3.1钢管混凝土应用    4
　　
1.3.2钢管混凝土力学性能研究    5
　　
1.4钢管混凝土在拱桥中的应用及研究    6
　　
1.4.1钢管混凝土在拱桥中的应用    6
　　
1.4.2钢管混凝土应用于拱桥的研究现状    10
　　
1.5本文研究的意义和内容    12
　　
第2章  有限元理论    14
　　
2.1有限单元法    14
　　
2.1.1有限单元法概述    14
　　
2.1.2有限单元法分析过程    16
　　
2.2几何非线性理论    16
　　
2.2.1几何非线性概述    16
　　
2.2.2几何非线性的基本原理    17
　　
2.2.3几何非线性分析的常用方法    19
　　
2.2.4 非线性平衡方程的求解方法    20
　　
第3章  桥梁结构施工阶段力学叠加法    22
　　
3.1拱桥施工    22
　　
3.1.1混凝土拱桥施工方法    22
　　
3.1.2劲性骨架混凝土箱形拱桥施工    24
　　
3.2施工受力分析方法    25
　　
3.2.1施工模拟方法    25
　　
3.2.2力学叠加法    27
　　
第4章  工程实例分析    32
　　
4.1黄陵洞大桥    32
　　
4.1.1黄陵洞大桥概况    32
　　
4.1.2黄陵洞大桥施工过程    34
　　
4.2有限元模型    36
　　
4.2.1 基于ANSYS的结构分析    36
　　
4.2.2钢管混凝土力学性能    38
　　
4.2.3模型参数计算    40
　　
4.2.4结构施工过程的模拟    44
　　
4.2.5建立分析模型    45
　　
4.3施工仿真分析    47
　　
4.3.1施工阶段划分    47
　　
4.3.2计算结果及分析    48
　　
第5章  混凝土浇筑路径变化的静力分析    53
　　
5.1混凝土浇筑路径设计    53
　　
5.1.1考虑的主要因素    53
　　
5.1.2混凝土浇筑路径    55
　　
5.2静力分析    56
　　
5.2.1挠度分析    56
　　
5.2.2应力分析    57
　　
第6章  结论与建议    60
　　
6.1结论    60
　　
6.2建议    61
　　
参考文献    62
　　
致谢    65
　　
攻读硕士学位期间发表的论文    66
　　

　　
摘要
　　
采用钢管桁拱作为劲性骨架，实现拱桥的无支架施工，为拱桥施工开辟了一个新的发展方向。钢管劲性骨架混凝土箱形拱桥正是符合这种要求的、由新型组合材料修建的桥梁，同时充分发挥了高强度材料和无支架施工的优势。
　　
在劲性骨架混凝土箱形拱桥中，钢管主要作为施工的支架，先在钢管内填充混凝土形成钢管混凝土、再挂模板外包混凝土形成钢管内填外包混凝土断面。主拱圈通过分环分段浇筑混凝土逐步形成混凝土箱拱，荷载和结构不断变化，具有时变结构的力学特性。钢管参与成桥的受力，但不是以使用阶段来控制，而是以施工阶段来控制。主要研究内容如下：
　　
（1）探讨了几何非线性有限元和桥梁施工阶段力学分析方法。在桥梁结构分析方面，传统设计方法仅以结构整体一次成形作为恒载受力状态；应力叠加法考虑了施工方法对结构受力的影响，不同的施工方法导致成桥时结构中不同的内力状态。应采用应力叠加法对劲性骨架混凝土拱桥的施工过程进行受力分析。
　　
（2）利用ANSYS建立了湖北长阳黄陵洞大桥箱形主拱圈的空间有限元模型，采用应力叠加法和传统方法对裸拱形成过程进行了力学分析。比较了部分截面的应力和挠度，应力叠加法更精确。
　　
（3）探讨劲性骨架混凝土拱桥的施工方法，对拱箱分环分段的混凝土浇筑路径提出了12种施工方案，采用应力叠加法对不同路径下的箱拱受力状态进行了分析。根据裸拱挠度和骨架应力的分析比较，路径6和路径8是比较合理的混凝土浇筑路径。
　　
（4）比较了施工过程中拱箱截面面积、惯性矩和中性轴等截面特性的变化情况，探讨了拱箱混凝土分段数量、分段位置、分环数量、分环位置及浇筑次序对拱箱受力状态的影响。可以利用截面特性变化对拱箱受力的影响，经过力学分析比较后，制定合理可行的拱箱混凝土浇筑路径。
　　
关键词：钢管混凝土，劲性骨架拱桥，应力叠加法，混凝土浇筑路径

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