高速鐵路下承式鋼箱系桿拱鋼-混凝土組合橋結(jié)構(gòu)體系及受力性能研究.pdf

1、下承式系桿拱鋼-混凝土組合橋跨越能力強，剛度大、噪音小、建筑高度低、動力性能好，隨著我國高速鐵路的蓬勃發(fā)展，應(yīng)用越來越多。特別是在鐵路線跨越城市干道、城市河流、高速公路和鐵路等景觀要求較高的橋位，該橋式具有明顯的競爭優(yōu)勢。
　　 本文以武廣客運專線汀泗河140m下承式鋼箱系桿拱鋼-混凝土組合橋為工程背景，對下承式系桿拱鋼-混凝土組合橋的結(jié)構(gòu)體系和受力性能作了較為系統(tǒng)的研究，主要取得了如下創(chuàng)新性研究成果：
　　 1.提出了

2、考慮拱軸線切線傾角影響的下承式系桿拱橋內(nèi)力和變形的簡化解析解。將下承式系桿拱橋分解成梁拱閉合體和吊桿兩種構(gòu)件，建立下承式系桿拱橋的簡化力學(xué)模型，基于試驗和理論分析，將吊桿力簡化為均布力，根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件，推導(dǎo)出橋梁內(nèi)力、變形和拱、梁傳力比等的解析計算式。算例表明，該解析解與有限元分析結(jié)果吻合良好，與不考慮拱軸線切線傾角影響的解析解相比，計算精度明顯提高。
　　 2.按應(yīng)力最小原則，導(dǎo)出了箱型截面構(gòu)件在軸力和彎矩共同作用下的最佳截

3、面形狀，按橋梁剛度最大原則，提出了最佳截面形狀下拱、梁剛度比和橋梁矢跨比的合理取值范圍。
　　 3.提出了下承式系桿拱橋縱、橫梁式結(jié)合橋面在混凝土產(chǎn)生抗力前、后的內(nèi)力和變形的近似解析解。采用“梁格法”和“邊界元法”，根據(jù)平衡條件、變形協(xié)調(diào)條件和邊界條件，導(dǎo)出了縱、橫梁式結(jié)合橋面系第一系統(tǒng)作用下橋面系參與系梁共同作用的近似解析解、第二系統(tǒng)作用下橋面系內(nèi)力、變形的近似解析解。算例表明，該解析解具有較高的計算精度。
　　 4.

4、通過空間有限元分析，系統(tǒng)研究了高速鐵路大跨度下承式系桿拱橋7種縱、橫梁式結(jié)合橋面的受力特點，提出了改善橫梁面外彎曲和減小混凝土板拉應(yīng)力的多種措施，這些措施效果顯著，切實可行。
　　 5.從拱肋的穩(wěn)定性出發(fā)，采用空間有限元方法，對高速鐵路大跨度下承式鋼箱系桿拱橋拱肋橫撐的設(shè)置進行了優(yōu)化研究，提出了橫撐的合理數(shù)量和間距。結(jié)論可為同類型橋梁橫撐的布置提供參考。
　　 6.對武廣客運專線140m下承式鋼箱系桿拱鋼-混凝土組合橋完