大跨度鋼管混凝土拱橋非線性結(jié)構(gòu)行為研究.pdf

1、拱橋因其造型美觀、承載力大、造價低廉、耐久性好等優(yōu)點，在我國歷來備受重視。鋼管混凝土同時解決了拱橋材料高強化和拱圈施工輕型化兩個問題，在橋梁中也得到越來越多的采用。現(xiàn)在我國的大跨度鋼管拱橋在迅猛地推進跨度，其建設(shè)在我國方興未艾，設(shè)計與施工中有許多問題有待進一步研究。結(jié)合奉節(jié)縣梅溪河大橋，本文對下述問題進行了研究：(1)隨著跨徑增大，鋼管混凝土拱橋中梁-柱效應(yīng)、結(jié)構(gòu)大位移效應(yīng)產(chǎn)生的非線性對結(jié)構(gòu)的影響非常顯著。工作報告基于非線性連續(xù)介質(zhì)力學(xué)

2、的基本原理，詳細(xì)論述了桿系結(jié)構(gòu)幾何非線性分析理論，討論了U.L.列式與T.L.列式的區(qū)別；分析了大跨度鋼管混凝土拱橋幾何非線性產(chǎn)生的原因，討論了各種非線性因素對結(jié)構(gòu)的影響，推導(dǎo)了考慮梁-柱效應(yīng)的穩(wěn)定性修正函數(shù)，指出了Fleming穩(wěn)定函數(shù)中S5在軸向力F=0處存在的奇異性，給出了各種非線性因素的處理方法。對梅溪河大橋進行了線性與幾何非線性計算，通過分析認(rèn)為，幾何非線性對結(jié)構(gòu)主受力方向的豎向位移、拱肋軸力影響相對較小，但對次受力方向的順橋

3、向位移、拱肋彎矩影響相對較大；真正影響結(jié)構(gòu)成橋線形的是豎向位移，在結(jié)構(gòu)預(yù)拱度設(shè)置中，可以不必考慮幾何非線性的影響；空鋼管受力時，結(jié)構(gòu)整體剛度較小，但施工荷載也較小，此時幾何非線性影響不大。 (2)詳細(xì)論述了混凝土收縮徐變產(chǎn)生的機理，回顧了其理論研究過程，指出目前研究中存在的爭議，綜述了各種文獻對鋼管混凝土收縮徐變研究的成果，給出了各國規(guī)范中對鋼管混凝土收縮徐變的處理方法。根據(jù)規(guī)范中有關(guān)混凝土徐變系數(shù)的計算公式，把混凝土徐變度函數(shù)

4、公式化，利用對應(yīng)力和時間的積分概念，推導(dǎo)了結(jié)構(gòu)分析中混凝土徐變計算方法；給出了混凝土收縮影響的常規(guī)處理方法，并指出其存在的局限性。結(jié)合梅溪河大橋的計算，指出收縮徐變對結(jié)構(gòu)位移影響較大，導(dǎo)致內(nèi)力重分布，并指出鋼管混凝土拱橋混凝土收縮徐變的影響略大于鋼筋混凝土構(gòu)件或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件，但比部分文獻中提到的40～60％要小。 (3)詳細(xì)論述了鋼管混凝土構(gòu)件的受力特點，討論了國內(nèi)有關(guān)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的三本設(shè)計規(guī)程對構(gòu)件承載力計算、彈性模