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《广州大学》 2014年
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界面状况对钢管混凝土拱桥力学性能的影响

肖博政  
【摘要】:桁式钢管混凝土拱桥主拱肋主要由上下弦杆、平联、腹杆组成,具有整体性强、抗弯刚度大、延性好等特点,其受力特性与单圆管钢管混凝土拱桥类似,桁式拱桥主要是上、下2个圆钢管混凝土受力,且杆件是以受轴向受力为主,能充分发挥材料的特性,在土建工程中被越来越来广泛地应用,然而目前针对该类结构的设计理论和试验研究较少,还有待于深入研究。 为了更好的研究不同界面状况对桁式钢管混凝土拱桥力学性能的影响,本文首先对四肢格构式圆形截面钢管混凝土桁式构件进行了试验研究,从两个方面探讨了钢管混凝土桁式构件的界面粘结性能对其承载能力的影响。一方面以初始脱粘为基本参数对四肢格构式圆截面钢管混凝土桁式构件进行了试验研究,另一方面以脱空高度为基本参数对桁式构件进行了两点加载试验。在此基础上,采用ABAQUS软件进行有限元计算分析,验证了数值模拟的正确性和可行性,最后建立了钢管混凝土拱桥模型,进行了参数分析。 本文具体做了以下几方面的工作: (1)为了探讨钢管混凝土桁架结构界面部分脱粘对钢管混凝土粘结界面力学性能的影响,设计制作了钢管混凝土桁梁试件,然后对钢管混凝土桁梁试件的粘结界面进行了不同程度的界面处理,分别进行了钢管内壁抹油脂和刮毛处理的对比实验,考察其对钢管混凝土界面粘结性能的影响。 (2)为了探讨高度脱空率对钢管混凝土桁架结构粘结界面的影响,本文进行了考虑完全粘结和高度脱空率为20%的对比实验,考察高度脱空率对钢管混凝土桁架结构极限承载力,结构刚度的影响。 (3)在试验研究的基础上,文章对圆形钢管混凝土桁架的荷载-变形全过程关系进行了深入研究,建立了钢管混凝土桁架的非线性有限元计算模型,通过和典型试验结果的对比分析,验证了模型的合理性。在此基础上,笔者对桁梁试件在受弯状态下时的荷载-变形全过程关系进行了计算分析,深入研究了组成桁梁的各杆件在受力过程中的应力应变分布和变化规律。 (4)在得到一系列可靠的数据和一般性规律后,建立了单圆管拱肋和哑铃型拱肋的有限元计算模型,用ABAQUS软件来模拟各参数对其力学性能的影响。计算结果表明脱空对单圆管拱肋的承载能力影响并不明显,但对哑铃型拱肋的影响较大。
【学位授予单位】:广州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U441;U448.22

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【参考文献】
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