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钢管混凝土中承式提篮拱桥是近年来在我国蓬勃发展的桥梁结构体系,它具有跨越能力强、受力合理、造型美观等优点,在公路和城市桥梁中得到了广泛的应用。随着跨度的不断增大,稳定问题也愈来愈突出,因此,对该类桥型进行各种荷载作用下的静力及动力稳定性研究,具有重要的理论意义和工程价值。
拖拉施工方法目前在国内已经得到越来越多的重视和推广。大跨度桥梁的拖拉施工难度大,施工工艺相对不成熟,与之相应的理论研究比较少,有必要对该方法进行系统地总结,并对拖拉施工过程中桥梁的受力性能进行研究。
基于以上几点,本文主要做了以下工作:
1.系统总结了国内外各种关于拱桥稳定问题的计算理论,讨论了拱结构静力稳定和动力稳定的几种主要分析方法和相关的应用,并在此基础上作了一定的推广。介绍了稳定计算的有限元方法。讨论了稳定问题和强度问题的区别与联系。
2.以150m跨钢管混凝土中承式提篮拱桥——清江石化大桥为背景,采用大型通用有限元分析软件ANSYS建立有限元模型,研究比较了钢管混凝土提篮拱桥的两类稳定性。通过对横撑的形式及间距、混凝土灌注高度、桥面刚度等一系列不同的设计参数对该桥进行研究,并考虑优化设计,以期提高钢管混凝土拱桥的性价比,为该类桥型的设计提出一些有意义的建议。
3.介绍了大跨度桥梁的拖拉施工方法和原理,具体研究了清江石化大桥的浮托过河施工过程中的各个施工受力阶段,对和施工过程相关的力学计算进行了分析。
4.采用ANSYS软件建立有限元模型,对清江石化桥的动力性能进行了研究,计算出自振频率和振型,分析了影响因素。对浮托施工中的桥梁可能会产生的振动情况进行了模拟,并分析动力稳定性,得出其动力稳定临界荷载,讨论了浮托施工过程中可能遇到的安全问题。