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系杆叠拱桥的内力分析与线形控制

李治

  钢管混凝土拱桥结构形式丰富多彩,具有显著优点,在我国得到了广泛应用。而作为针对钢管混凝土拱桥结构的大胆创新与尝试,系杆叠拱结构桥梁应运而生,并成功完成设计施工,其工作性能更完美地达到甚至超出了预期要求。该类型结构上层采用双拱共同承担桥面荷载的设计,不但提高了拱桥的美观程度,更使得整个桥体相对于单拱结构能承受更多的荷载,使整体结构更稳定,并能最终达到京沪高铁对于梁体线形控制的高标准要求。 从上世纪90年代开始,钢管混凝土拱桥的应用在我国方兴未艾,人们提出并应用了多种多样的拱桥结构。但作为一种新的结构形式,系杆叠拱结构的理论提出与工程实践是从最近几年才开始,而关于其严谨的理论研究更是微乎其微,没有实现设计规程的统一,系杆叠拱钢管混凝土拱桥的设计与施工规范也迟迟没有出台。 首先文中将对系杆叠拱结构的基本计算理论及系杆叠拱结构桥的设计与计算方法进行总结分析与探讨。先将复杂的叠拱结构简化成近似等价的单拱结构,再针对所简化后的普通系杆拱结构进行结构分析,推算吊杆拉力与拱脚推力之间的关系。再分析当温度变化和混凝土收缩徐变时拱内部产生的内力并得出相应的内力影响线。 文中所研究的京沪高速铁路北京特大桥地处DIK55+056.3处跨廊坊市广阳道。针对高铁对梁体线形控制的高标准要求,本文接下来通过从分析系杆叠拱结构的结构特点入手,根据该叠拱桥施工过程分析线形控制的影响因素。而为满足以上线性控制要求,针对结构中的拱肋与梁体需进行预拱度设置,所以文中利用桥梁结构专用软件进行桥梁结构的整体分析之后,再重点分析梁体与拱肋结构各关键点在各施工过程中的变形特征,再提出可行可靠相对准确的预拱度设置标准。最后再对比拱肋应力的实测值与计算值、对比梁体形变的实测值与计算值,得出钢管应力数值较大,但均小于理论计算值,说明拱肋应力在施工过程中并未出现数值超限的情况,并验证了拱肋形状和系杆张拉力符合设计要求。……   
[关键词]:钢管混凝土;系杆叠拱;高铁;线形控制;拱脚推力;预拱度
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京交通大学2012年
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