啞鈴形鋼管混凝土拱橋爆管成因分析與構(gòu)造改進(jìn)研究.pdf

1、鋼管混凝土拱橋是我國(guó)近年來(lái)橋梁建筑發(fā)展的新技術(shù)，是大跨度拱橋的一種比較理想的結(jié)構(gòu)形式。啞鈴形鋼管混凝土拱橋在鋼管拱肋混凝土灌注過(guò)程中當(dāng)施工不妥時(shí)發(fā)生鋼管的開(kāi)裂事故。針對(duì)鋼管混凝土啞鈴形拱肋灌注混凝土?xí)r發(fā)生爆管事故的問(wèn)題，本論文就爆管成因進(jìn)行了力學(xué)分析，并就細(xì)部構(gòu)造改進(jìn)方案進(jìn)行了研究。 論文首先建立了平面有限元模型，對(duì)灌注管內(nèi)混凝土?xí)r鋼管拱肋時(shí)的截面應(yīng)力進(jìn)行了分析。分析時(shí)考慮了各種灌注順序和工況。計(jì)算結(jié)果表明：?jiǎn)♀徯谓孛嬖诠嘧⒒炷?/p>

2、土?xí)r，鋼管與腹板交接處將產(chǎn)生比較大的應(yīng)力，是產(chǎn)生爆管事故的主要原因。啞鈴形截面灌注混凝土?xí)r的受力情況與灌注順序有關(guān)。灌注的順序以先腹腔后兩管的順序最為不利，先兩管后腹腔的受力較為有利。通過(guò)平面有限元模型計(jì)算分析結(jié)果，在灌注腹腔混凝土?xí)r，腹板和鋼管交接處應(yīng)力值很大，腹板受混凝土的壓力的作用會(huì)外鼓，嚴(yán)重時(shí)會(huì)在鋼管和腹板連接處的焊縫會(huì)被拉裂而引發(fā)爆管事故。此時(shí)的腹板的受力狀態(tài)已經(jīng)不屬于線彈性的范圍，按照線彈性的假設(shè)計(jì)算出來(lái)的結(jié)果會(huì)與實(shí)際情況不

3、是很符合，所以我們?cè)賾?yīng)用空間有限元程序分析鋼腹板的應(yīng)力、變形與箱內(nèi)泵送混凝土的壓強(qiáng)之間的關(guān)系，分析按照鋼材的彈性、理想彈塑性和硬化彈塑性3種情況進(jìn)行，使得分析的結(jié)果更接近結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀況。計(jì)算結(jié)果表明，在灌注拱肋混凝土的順序中，先灌注兩管最后灌注腹腔混凝土是啞鈴形拱肋灌注拱肋混凝土最好的方案；而先灌注腹腔混凝土后再灌注兩管混凝土，截面的受力最為不利，施工中應(yīng)盡可能避免采用。關(guān)于細(xì)部構(gòu)造改進(jìn)方案，論文分別就增設(shè)腹板拉桿、增設(shè)加勁肋板和分