大跨徑上承式鋼管混凝土拱橋新型拱上結(jié)構(gòu)的實用性研究.pdf

1、鋼管混凝土拱橋在我國已經(jīng)大規(guī)模地建造和使用，大跨徑上承式鋼管混凝土拱橋由于拱上結(jié)構(gòu)自重及穩(wěn)定方面的影響使其應(yīng)用受到限制。目前國內(nèi)外對主拱圈的研究較多，如采用波形鋼腹板—鋼管混凝土組合拱等，而對大跨徑上承式鋼管混凝土拱橋拱上結(jié)構(gòu)的研究資料非常少。拱上結(jié)構(gòu)的發(fā)展與新材料、新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用息息相關(guān)。新型拱上結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮新材料、新結(jié)構(gòu)的性能，為大跨徑上承式鋼管混凝土拱橋的不足提供了解決方案。本文以新型拱上結(jié)構(gòu)為研究對象，以浙江某鋼管混凝土拱橋(跨

2、徑260m)為背景工程，開展了新型拱上結(jié)構(gòu)的實用性研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴收集整理國內(nèi)外大跨徑鋼管混凝土拱橋新型拱上結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r，總結(jié)新型拱上結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和特點，分析目前拱上結(jié)構(gòu)存在的問題。介紹國內(nèi)外新型拱上結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況，重點介紹新型組合柱和組合梁的結(jié)構(gòu)形式、受力特點和計算理論。⑵新型拱上立柱的研究。采用傳統(tǒng)拱上立柱（混凝土立柱、鋼立柱）和新型拱上立柱（鋼管混凝土格構(gòu)柱），用MIDAS對背景工程進行整體力學(xué)分析和穩(wěn)

3、定分析，結(jié)果表明，鋼立柱和鋼管混凝土格構(gòu)柱可以顯著減輕立柱自重，鋼立柱和鋼管混凝土立柱在靜力和自重穩(wěn)定性方面影響基本相同，在抗風(fēng)穩(wěn)定性方面鋼管混凝土格構(gòu)柱較好。⑶橋道系連續(xù)化研究。拱上立柱采用鋼管混凝土格構(gòu)柱，對比分析傳統(tǒng)的簡支結(jié)構(gòu)和新型的連續(xù)結(jié)構(gòu)（全橋連續(xù)形心和分聯(lián)形式），用MIDAS對整橋進行整體力學(xué)和穩(wěn)定分析，結(jié)果表明，不同橋道系對拱圈的受力和穩(wěn)定影響不大，但對主梁受力產(chǎn)生較大影響，新型連續(xù)橋道系可減輕主梁彎矩峰值。⑷新型組合梁研

4、究。采用新型鋼管混凝土格構(gòu)柱和連續(xù)主梁，對比分析傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T梁和鋼—混凝土組合梁對結(jié)構(gòu)的影響，采用鋼—混凝土組合梁可減輕結(jié)構(gòu)自重15.6％，顯著改善主拱受力和變形，有利于拱橋向大跨徑方向發(fā)展。⑸針對新型拱上結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在施工、經(jīng)濟、技術(shù)和耐久性方面進行了對比分析，在經(jīng)濟性分析的基礎(chǔ)上討論新型拱上結(jié)構(gòu)的實用性，結(jié)果表明傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)和新型結(jié)構(gòu)相比，初期制作時質(zhì)量難以控制，施工和運營過程中耐久性問題也相對較多。而新型結(jié)構(gòu)，材料