钢管混凝土结构在桥梁工程中的应用毕业论文.docVIP

目录 摘要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1 钢管混凝土材料简介 1 1.2 钢管混凝土结构在桥梁工程中的应用 2 1.3 课题背景 3 1.4 本章小结 3 第2章 设计基本资料 4 2.1 主要技术标准 4 2.2 结构材料 5 2.3 设计依据 5 2.4 计算基本数据 5 2.5 施工方法 5 2.6 本章小结 6 第3章 截面几何性质计算和模型的建立 7 3.1 截面几何性质计算 7 3.2 有限元模型的建立 8 3.3 本章小结 9 第4章 成桥阶段静力计算 10 4.1 恒载计算 10 4.2 活载计算 21 4.3 温度变化引起的截面次内力计算 22 4.3.1 整体升温30℃ 23 4.3.2 整体降温50℃ 26 4.3.3 局部日照温差10℃ 28 4.4 支座沉降引起的截面次内力计算 29 4.4.1 左支座沉降0.012m 29 4.4.2 右支座沉降0.012m 32 4.5 支座摩阻引起的截面次内力计算 34 4.6 汽车制动力计算 36 4.7 本章小结 36 第5章 静力荷载作用应力验算 37 5.1 荷载内力组合 37 5.2 拱肋截面应力验算 44 5.2.1 容许应力法验算拱肋截面 44 5.2.2 拱肋强度验算 44 5.2.3 拱肋稳定验算 45 5.3 吊杆截面应力验算 46 5.4 预应力损失估算 47 5.4.1 预应力钢筋与管壁间摩擦引起的应力损失 47 5.4.2 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 48 5.4.3 混凝土弹性压缩所引起的预应力损失 49 5.4.4 钢筋松弛引起的应力损失 50 5.4.5 混凝土收缩和徐变引起的应力损失 51 5.5 横梁应力验算 54 5.5.1 预加力阶段的正截面应力验算 54 5.5.2 使用阶段正应力验算 55 5.5.3 使用阶段主应力验算 56 5.6 立柱截面应力验算 58 5.6.1 拱上立柱验算 59 5.6.2 墩上立柱验算 60 第6章 拱桥动力稳定分析 62 6.1 拱桥振动概述 62 6.2 钢管混凝土拱桥动力特性 63 6.2.1 自振基频 63 6.2.2 自振基频影响因素 63 6.2.3 振型分析 64 6.3 有限元模型的建立 66 6.4 68 6.5 本章小结 68 结论 69 致谢 70 参考文献 71 附录1 72 附录2 73 50%，焊接工作量显著减少；与普通钢筋混凝土相比，在保持钢材用量相等和承载能力相同的条件下，可减少构件横截面积约50%，混凝土和水泥用量以及构件自重也相应减少一半。 钢管混凝土具有以上特点，有较好的经济效果，特别适合我国的国情，因而用途比较广泛，最宜用作轴心受压及小偏心受压构件，当偏心较大时，可采用二肢、三肢或四肢组成的组合构件和桁架。 钢管混凝土结构在桥梁工程中的应用 钢管混凝土结构充分发挥了混凝土的抗压能力及钢材的抗压、抗拉能力，主要用于承受轴向压力的构件。早期钢管混凝土结构多用于桥梁工程的基础工程之中，随着对钢管混凝土构件工作性能的深入研究以及计算机技术的不断发展，从八十年代开始钢管混凝土开始应用于拱桥结构。 由于钢管混凝土在拱桥上的使用，同时解决了拱桥高强度材料的使用和施工两大难题。钢管混凝土结构充分发挥了混凝土的抗压能力及钢材的抗压、抗拉能力。因此，它主要用于承受轴向压力的构件。 拱桥的拱圈是以承受轴向压力为主的构件，这恰好充分利用了钢管混凝土结构的优点。由于钢管混凝土结构的重量相对较轻，加之拱桥的转体施工技术，使的拱桥的跨径大幅度增加。此外，钢管混凝土柱也大量应用于桥梁下部结构，以使得桥梁结构更加秀丽美观。 钢管混凝土拱桥(Concrete Filled Steel Tubular Arch Bridge)简称CFST拱桥，其主跨径一般在40~400m，矢跨比的范围在1/6~1/3。常用跨径在80～1990年,我国第一座钢管混凝土拱桥——四川旺苍东河大桥建成,该桥为跨径115m的下承式预应力钢管混凝土系杆拱桥，其矢跨比为1/6。此后,钢管混凝土拱桥在我国得到了飞速的发展，这类桥梁主要有单管和哑铃形肋拱、桁拱以及桁架拱,其含钢率较高,跨径从几十米到200m。 近年来在钢管混凝土拱桥的基础上又发展了钢骨钢箱混凝土拱桥，又称为劲性骨架的钢管混凝土拱桥(Steel Reinforced Concrete Arch Bridge)简称SRC。这种桥的特点是在钢管混凝土的外面包裹混凝土，形成以钢管混凝土为劲性骨架的箱形拱圈断面，从而减轻了施工中的拱圈重量，增加了拱圈运营的刚度和稳定性，并且大幅增加了拱桥的跨越能力。 在受力方面，钢管材料可以参与建成后的受力,但不是以使用荷载为控制，而是以施工荷载为控制。这种桥的跨径在100～4201m，原哈