多因素耦合作用下钢管混凝土拱桥脱空机理及影响研究
发布时间：2024-03-17 15:55
钢管混凝土拱桥因承载能力高、施工快速、适应高山峡谷复杂地形等优势成为桥梁界的兴盛力量,得到了广泛应用和大规模建设,一跃成为大跨度桥梁发展的主要方向之一。钢管混凝土组合效应是发挥其优越性的前提,然而实际工程中钢管混凝土拱肋普遍存在的脱空问题,直接影响到结构受力状态及耐久性。本文从服役环境下的钢管混凝土拱桥出发,综合考虑拱结构内力、太阳辐射温度场、混凝土时变效应影响因素,开展了脱空机理及影响分析。本文的主要工作如下:1.基于钢管混凝土计算理论,以一座主跨300m的钢管混凝土拱桥工程实例为依托,结合不同数值模拟方法,利用Midas/Civil计算了整体结构在荷载作用下的内力、挠度,分析了拱肋的内力分布规律,总结了拱结构的受力特点,对比研究了统一理论模拟方法与双单元模拟方法的差异;根据结构整体分析识别关键构件,构建“钢管—界面—混凝土”精细化细观模型,分析了钢管混凝土拱肋在轴心压力、偏心压力作用下的界面状态及脱空程度。2.基于ASHARE晴空分析模型及瞬态热传导理论,阐明了太阳辐射温度场理论,明晰了钢管混凝土日照温度场有限元分析流程,结合ANSYS的APDL语言开展了太阳辐射下的钢管混凝土温度...
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.3 研究目的及意义
1.3.1 钢管混凝土脱空现象及分类
1.3.2 钢管混凝土脱空机理研究现状
1.3.3 脱空对钢管混凝土拱桥结构性能的影响研究现状
1.4 主要研究内容
第二章 钢管混凝土拱桥内力分布规律及其对脱空的影响分析
2.1 钢管混凝土数值模拟计算理论
2.2 钢管混凝土拱桥内力分布规律研究
2.2.1 工程实例
2.2.2 空间有限元模型建立
2.2.3 施工过程对拱结构内力影响分析
2.2.4 恒载效应分析
2.2.5 活载效应分析
2.2.6 组合效应分析
2.3 内力作用下钢管混凝土拱肋脱空机理分析
2.3.1 轴向压力作用下脱空机理数值分析
2.3.2 轴向压力作用下脱空机理有限元分析
2.3.3 偏心压力作用下脱空机理有限元分析
2.4 本章小结
第三章 钢管混凝土拱桥不均匀温度场及其对脱空的影响分析
3.1 温度作用的分类
3.2 太阳辐射
3.2.1 太阳常数
3.2.2 太阳光线角度参数
3.2.3 太阳辐射强度计算
3.2.4 太阳辐射下的热传导
3.2.5 有限元热分析的实现
3.3 太阳辐射作用下钢管混凝土拱肋截面温度场
3.3.1 理论模型的参数取值
3.3.2 有限元模型的建立
3.3.3 钢管混凝土太阳辐射不均匀温度场结果及分析
3.4 钢管混凝土太阳辐射温度效应及其对脱空的影响分析
3.4.1 钢管混凝土位移、应力分布
3.4.2 不均匀温度场作用下的钢管混凝土脱空分析
3.5 本章小结
第四章 不均匀温度场—偏心压力—混凝土时变效应耦合作用下钢管混凝土脱空机理研究
4.1 混凝土时变效应及其对脱空的影响分析
4.1.1 混凝土收缩时变模型
4.1.2 混凝土徐变时变模型
4.1.3 时变效应计算方法
4.1.4 混凝土收缩徐变对脱空影响分析
4.2 多因素耦合作用下钢管混凝土构件脱空分析
4.2.1 有限元模型的建立
4.2.2 结果及分析
4.3 本章小结
第五章 钢管混凝土拱肋脱空检测试验
5.1 依托工程概况
5.2 脱空检测方法及可行性研究
5.2.1 检测原理
5.2.2 检测设备
5.2.3 影响因素及可行性分析
5.2.4 判别脱空的准则
5.3 实桥脱空检测试验方案
5.3.1 试验目的
5.3.2 测点布置
5.3.3 方案实施
5.4 试验结果及分析
5.5 本章小结
第六章 脱空对钢管混凝土拱结构性能影响分析
6.1 有限元模型的建立
6.2 脱空对拱结构竖向刚度的影响分析
6.3 脱空对拱结构极限承载力的影响分析
6.4 本章小结
第七章 结论及展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 研究展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文和取得的学术成果
本文编号：3931265
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.3 研究目的及意义
1.3.1 钢管混凝土脱空现象及分类
1.3.2 钢管混凝土脱空机理研究现状
1.3.3 脱空对钢管混凝土拱桥结构性能的影响研究现状
1.4 主要研究内容
第二章 钢管混凝土拱桥内力分布规律及其对脱空的影响分析
2.1 钢管混凝土数值模拟计算理论
2.2 钢管混凝土拱桥内力分布规律研究
2.2.1 工程实例
2.2.2 空间有限元模型建立
2.2.3 施工过程对拱结构内力影响分析
2.2.4 恒载效应分析
2.2.5 活载效应分析
2.2.6 组合效应分析
2.3 内力作用下钢管混凝土拱肋脱空机理分析
2.3.1 轴向压力作用下脱空机理数值分析
2.3.2 轴向压力作用下脱空机理有限元分析
2.3.3 偏心压力作用下脱空机理有限元分析
2.4 本章小结
第三章 钢管混凝土拱桥不均匀温度场及其对脱空的影响分析
3.1 温度作用的分类
3.2 太阳辐射
3.2.1 太阳常数
3.2.2 太阳光线角度参数
3.2.3 太阳辐射强度计算
3.2.4 太阳辐射下的热传导
3.2.5 有限元热分析的实现
3.3 太阳辐射作用下钢管混凝土拱肋截面温度场
3.3.1 理论模型的参数取值
3.3.2 有限元模型的建立
3.3.3 钢管混凝土太阳辐射不均匀温度场结果及分析
3.4 钢管混凝土太阳辐射温度效应及其对脱空的影响分析
3.4.1 钢管混凝土位移、应力分布
3.4.2 不均匀温度场作用下的钢管混凝土脱空分析
3.5 本章小结
第四章 不均匀温度场—偏心压力—混凝土时变效应耦合作用下钢管混凝土脱空机理研究
4.1 混凝土时变效应及其对脱空的影响分析
4.1.1 混凝土收缩时变模型
4.1.2 混凝土徐变时变模型
4.1.3 时变效应计算方法
4.1.4 混凝土收缩徐变对脱空影响分析
4.2 多因素耦合作用下钢管混凝土构件脱空分析
4.2.1 有限元模型的建立
4.2.2 结果及分析
4.3 本章小结
第五章 钢管混凝土拱肋脱空检测试验
5.1 依托工程概况
5.2 脱空检测方法及可行性研究
5.2.1 检测原理
5.2.2 检测设备
5.2.3 影响因素及可行性分析
5.2.4 判别脱空的准则
5.3 实桥脱空检测试验方案
5.3.1 试验目的
5.3.2 测点布置
5.3.3 方案实施
5.4 试验结果及分析
5.5 本章小结
第六章 脱空对钢管混凝土拱结构性能影响分析
6.1 有限元模型的建立
6.2 脱空对拱结构竖向刚度的影响分析
6.3 脱空对拱结构极限承载力的影响分析
6.4 本章小结
第七章 结论及展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 研究展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文和取得的学术成果
本文编号：3931265
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3931265.html