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大跨度钢管混凝土拱桥设计研究

张仁根  
【摘要】: 钢管混凝土结构问世以后,钢管混凝土拱桥在我国得到迅速的发展,相对而言我国修建钢管混凝土拱桥技术已经达到国际先进水平,我国对钢管混凝土拱桥的理论研究也取得了相当的成果,然而,作为一种应用新材料的桥型,钢管混凝土拱桥的理论研究目前还相对滞后,跟不上其发展的步伐。但目前尚没有完整的设计规范,特别是大跨径钢管混凝土拱桥还有很多问题值得研究探讨。 本文以千岛湖1号桥(目前更名为金竹牌大桥)为工程背景,对其中的一些设计问题进行研究探讨,主要包括以下几点内容: 1、千岛湖1号桥主桥采用净跨252m的上承式钢管混凝土拱桥,在上承式钢管混凝土拱桥中跨径位列国内第三,高速公路同类桥梁第二。在高等级公路飞速发展的今天,大跨径桥梁将不断涌现,本文将探讨钢管混凝土拱桥应用的可能性及发展前景。 2、对于钢管混凝土拱桥,钢管混凝土拱肋是最主要的受力构件。在设计过程中,寻找最合理的拱肋断面、拱轴系数、拱圈壁厚是设计的关键。本文将结合千岛湖1号桥的工程背景,探索各种设计参数情况下的拱肋应力情况,从而为同类型桥梁的设计通过参考。 3、稳定问题是钢管混凝土拱桥计算中的重要稳定,由于钢管混凝土拱桥拱肋的截面惯矩、面积一般比同跨径的钢筋混凝土拱桥小,稳定往往控制设计。钢管混凝土拱桥的施工工况较多,各工况的稳定系数均不一样。本文将寻找特征工况,求解稳定系数,在目前规范并没有明确规定的情况下,探讨合适的稳定系数。 4、到目前为止,我国还没有关于钢管混凝土拱桥的相关设计技术规范,但钢管混凝土的应用已经相当普遍。本文将结合本工程实例,探讨合适的计算方法、设计参数及部分取值,为同类型桥梁设计通过参考。


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