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连续梁拱组合桥力学性能及试验

书      号:9787113245849

丛  书 名:

作      者:夏文传,谢国庆,陈庆东

译      者:

开      本:16开

装      帧:平装

正文语种:

出  版 社:中国铁道出版社有限公司

定      价:32

  • 内容简介

    本书主要介绍了梁拱组合桥的发展历史,大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥的应用及其存在的一些问题,依托兰州市元通黄河大桥,进行了索力确定方法研究、拱脚应力分析,并进行了模型试验,研究了大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥梁拱分担比例及其影响因素、剪力滞效应及其影响因素,并进行了动力特性计算,同时对大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥力学性能进行了较系统的研究。
    本书可供从事梁拱组合桥设计、施工、监控、管理及运营的工程技术人员和科学研究人员参考。
  • 前言

    连续梁拱组合桥是一种由连续梁与拱组合而形成的结构,该结构充分发挥了连续梁和拱桥各自的优点,进一步提高了连续梁的跨越能力。连续梁拱组合桥是将主要承受压力的拱肋和主要承受弯矩的连续梁组合起来共同承受荷载。一方面,拱与梁在拱脚处刚接,利用具有较大压应力储备的连续梁作为平衡拱脚推力的拉杆,使得结构整体的外部支撑条件与普通连续梁相同;另一方面拱肋的存在大大加强了桥梁的整体刚度,从而可以实现减小主梁截面高度,节约材料的目的。
    尽管国内对梁拱组合体系桥已经有较多的工程实践,但设计施工过程中还有很多不明确的问题,如连续梁拱组合桥如何进行参数(矢跨比、梁拱刚度比、中边跨比、吊杆间距与初始吊杆力等)优化得到较为合理的受力状态,结构体系参数的选取及其对结构内力的影响(包括对梁拱分担比例的影响、主梁剪力滞效应的影响等)等。
    本书在兰州市人才创新创业科技计划项目(2014RC23)的基础上,结合工程实践,以兰州市元通黄河大桥为依托工程,较充分研究了上述问题。大桥施工过程中在拱脚埋设大量传感器,对大桥各施工阶段拱脚应力进行了监测,并与精细有限元计算结果进行对比,得到一些有意义的结论,为今后类似桥梁拱脚设计和施工提供了参考。参考兰州市元通黄河大桥制作了有机玻璃模型,通过研究不同矢跨比、梁拱刚度比、张拉索力对梁拱分担比例模型试验,对大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥力学性能进行了较为系统的研究,包括对施工方法、拱脚应力分析、梁拱分担比例、剪力滞等进行探讨。第1章绪论,介绍了梁拱组合结构的发展及工程实践,详细介绍了兰州市元通黄河大桥的设计、施工,总结了大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥目前尚存在的一些问题。
    第2章大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥模型试验,以兰州市元通黄河大桥为依托工程,设计制作有机玻璃模型、试验方案、加载方法,提出基于挠度的影响矩阵计算方法并运用于该桥,使吊杆一次张拉后便满足工程要求,取得良好的效果。分析了基于挠度影响矩阵的影响因素,并对吊杆张拉顺序进行优化。
    第3章大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥剪力滞效应研究,结合国内外学者对剪力滞的研究,分析总结了大跨宽幅连续梁拱组合桥剪力滞效应,研究了连续梁拱组合桥矢跨比、梁拱刚度比、吊杆张拉索力、有无吊杆等因素对翼缘板中部、边腹板与顶底板相交位置、边室顶底板中部、中腹板与顶底板相交处、中室顶底板中部剪力滞效应影响规律。
    第4章大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥拱脚受力分析,利用施工过程中埋设的传感器,对兰州市元通黄河大桥拱脚受力进行了精细有限元分析,对比各施工阶段实测值和有限元计算值,总结了大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥拱脚受力规律,为今后类似桥梁拱脚设计、施工提供参考。
    第5章大跨度预应力混凝土连续梁拱组合桥梁拱作用机理研究,通过力法求解得到梁拱组合桥的内力,并对梁拱组合结构合理性进行了分析研究,为今后类似桥梁设计提供参考。提出基于挠度的梁拱分担比例,并给出了计算公式和验证,对基于挠度的梁拱分担比例影响因素进行分析研究。
    第6章大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥抗震性能研究,结合大跨度连续梁拱组合桥的特点,对兰州市元通黄河大桥的动力特性进行了研究。
    本书的出版得到兰州市人才创新创业计划项目(2014RC23)的资助,同时上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司朱欣鸿,中建七局陈友清、刘金峰、周东坡、吴靖江提供了大量资料和帮助,兰州交通大学王根会、张立恒、车俊、王亚朋、王斌、邵江艳、柴尚云、石鹏儿提供了指导和帮助,在此一并表示感谢。
    限于编者的水平,书中疏漏及不足之处难免,恳请各界同仁批评指正。
    著者
    2018年7月8日
  • 目录

    第1章 绪论
    1.1 梁拱组合桥概述
    1.2 连续梁拱组合桥的应用
    1.3 连续梁拱组合桥施工
    1.4 依托项目介绍
    1.4.1 车道布置
    1.4.2 主梁截面
    1.4.3 拱肋参数
    1.4.4 技术标准
    1.4.5 施工方案
    1.4.6 施工过程模拟
    1.5 目前主要存在的问题
    第2章 大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥模型试验
    2.1 试验模型
    2.1.1 模型材料
    2.1.2 主梁
    2.1.3 拱肋
    2.1.4 应力测点布置
    2.1.5 挠度测点布置
    2.2 模型制作
    2.3 有限元模型
    2.3.1 Midas Civil模型
    2.3.2 ANSYS模型
    2.4 吊杆索力
    2.4.1 基于挠度的影响矩阵法
    2.4.2 试验模型影响矩阵
    2.4.3 模型最终索力
    2.4.4 索力因子影响因素分析
    2.5 结论
    第3章 大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥剪力滞效应研究
    3.1 概述
    3.1.1 国内外研究现状
    3.1.2 剪力滞响应分析方法综述
    3.2 单箱三室箱梁剪力滞效应的理论研究
    3.2.1 翘曲唯一函数的定义
    3.2.2 梁段控制微分方程
    3.3 剪力滞结果
    3.4 影响因素分析
    3.4.1 吊杆张拉力影响
    3.4.2 有无吊杆影响
    3.4.3 矢跨比影响
    3.4.4 梁拱刚度比影响
    3.5 结论
    第4章 大跨宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥拱脚受力分析
    4.1 概述
    4.1.1 分析方法
    4.1.2 研究现状
    4.2 拱脚受力有限元分析
    4.2.1 局部分析意义
    4.2.2 局部有限元模型建立的基本原理
    4.2.3 局部分析的基本方法
    4.2.4 局部分析模型计算假定
    4.2.5 局部有限元模型
    4.3 测试方案及测试结果
    4.4 有限元模型及计算结果
    4.4.1 有限元模型
    4.4.2 有限元计算结果
    4.5 结论
    第5章 大跨度预应力混凝土连续梁拱组合桥梁拱作用机理研究
    5.1 概述
    5.2 均布荷载作用下挠度实用计算
    5.2.1 假设
    5.2.2 公式推导
    5.2.3 梁拱组合结构合理性研究
    5.3 基于挠度分担比例研究
    5.3.1 简化公式
    5.3.2 公式验证
    5.3.3 影响因素分析
    5.4 结论
    第6章 打垮宽幅预应力混凝土连续梁拱组合桥抗震性能研究
    6.1 有限元模型
    6.1.1 混凝土主梁的模拟
    6.1.2 钢管混凝土拱肋的模拟
    6.1.3 吊杆和横撑的模拟
    6.1.4 支座的模拟
    6.1.5 桩—土作用
    6.1.6 有限元模型
    6.2 动力特性
    参考文献
  • 作者介绍

    夏文传,2002-2005年在兰州交通大学攻读硕士学位;2005年留学任教,现在兰州交通大学攻读博士学位。毕业至今主要承担课程有桥梁施工、桥涵水文。主要承担项目有:1.新疆生产建设兵团科技公关项目-大风高温环境下铁路连续梁桥施工关键技术研究;2.甘肃省建设厅项目-连续梁拱组合桥梁拱脚受力分析;3.兰州市人才创新创业项目-大跨宽幅预应力混凝土连续梁桥受力性能研究等。谢国庆,高级工程师。2000年毕业于兰州交通大学土木工程学院技术经济专业,2000年—2014年在兰州市城市建设设计院工作,2014年—至今在长春市市政工程设计研究院工作,先后作为设计专业负责人参与完成兰州市雁滩黄河大桥,兰州市南山路工程,兰州市北环线工程,兰州市滨河路工程等近300余项市政工程设计工作,获得国家及省市优秀勘察设计奖10余项,并入选兰州市工程咨询中心,甘肃省工程咨询中心专家库。陈庆东,高级工程师。2000年毕业于长安大学公路与城市道路工程专业,2000年—2014年在兰州市城市建设设计院工作,2014—至今在长春市市政工程设计研究院工作,一直从事市政工程设计工作。
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