铁路大跨度上承式钢筋混凝土箱形拱桥设计研究

摘要

本文首先介绍了拱桥的发展现状和研究状况，然后对有限单元法的基本理论进行了简要的介绍。最后以成都到兰州200km/h客货共线新建铁路线上的上承式钢筋混凝土箱形拱桥—白龙江大桥作为研究背景，采用大型空间有限元软件MIDAS/Civil对白龙江大桥进行了力学特性、稳定性和抗震性能等相关方面的研究。
　　 主要研究内容如下:
　　 1、铁路大跨度上承式钢筋混凝土箱形拱桥设计参数的合理取值比选研究。这些设计参数包括矢跨比、拱轴系数、拱上结构的布置和箱形拱圈截面尺寸。通过对各个设计参数取多值进行对比分析得出铁路大跨度上承式钢筋混凝土箱形拱桥各设计参数的相对合理取值。此外，本文对铁路大跨度上承式钢筋混凝土箱形拱桥的横向刚度问题进行了深入的探讨。
　　 2、铁路大跨度上承式钢筋混凝土箱形拱桥的稳定性分析。本文介绍了两类稳定性问题，并对铁路大跨度上承式钢筋混凝土箱形拱桥在两种状态下的稳定性进行了分析。本文主要对铁路大跨度上承式钢筋混凝土箱形拱桥进行了特征值稳定分析，评价了铁路大跨度上承式钢筋混凝土箱形拱桥的稳定特性。
　　 3、铁路大跨度上承式钢筋混凝土箱形拱桥的动力特性和抗震能力分析。本文介绍了自振特性分析理论、反应谱分析理论和动态时程分析理论，对铁路大跨度上承式钢筋混凝土箱形拱桥进行了动力特性分析以及抗震分析。通过分析结果，总结了铁路大跨度上承式钢筋混凝土箱形拱桥的动力特性特点和抗震性能的一般规律。
　　 最后，根据本文已取得的研究成果，得出铁路大跨度上承式钢筋混凝土箱形拱桥的一些规律性的结论，并且提出此类桥梁需要作进一步深入研究的相关问题。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 拱桥的特点

1．2 混凝土拱桥的发展现状与研究情况

1．3 论文背景基本情况

1．4 本文所做主要工作

第2章 钢筋混凝土拱桥计算的有限单元法理论

2．1 有限单元法及相关理论的发展简史

2．2 有限单元法的基本步骤

2．2．1 选择合理的单元类型与结构离散化

2．2．2 位移模式的确立

2．2．3 单元分析

2．2．4 建立结构的整体平衡方程

2．2．5 求解未知节点位移

2．2．6 计算单元应力与应变

2．3 空间单元有限元基本理论

2．4 本章小结

第3章 钢筋混凝土拱桥各参数设计研究

3．1 概述

3．1．1 主要技术标准

3．1．2 设计荷载

3．1．3 主要参数控制

3．1．4 混凝土材料

3．2 矢跨比和拱轴系数的综合比选

3．2．1 全桥布置和截面尺寸

3．2．2 矢跨比为1／4的计算结果

3．2．3 矢跨比为1／4．5的计算结果

3．2．4 矢跨比为1／5的计算结果

3．2．5 数据分析

3．3 拱上结构的布置与拱轴系数的综合比选

3．3．1 各方案截面尺寸情况

3．3．2 方案一的计算结果

3．3．3 方案二的计算结果

3．3．4 方案三的计算结果

3．3．5 数据分析

3．4 主拱圈截面高度与宽度的比选

3．4．1 不同拱圈高度的计算结果

3．4．2 不同拱圈宽度的计算结果

3．4．3 数据分析

3．5 本章小结

第4章 钢筋混凝土拱桥稳定分析

4．1 概述

4．2 特征值屈曲稳定理论

4．3 特征值稳定分析

4．3．1 成桥状态的特征值稳定分析

4．3．2 运营状态的特征值稳定分析

4．4 本章小结

第5章 钢筋混凝土拱桥抗震分析

5．1 概述

5．2 桥梁抗震分析理论

5．2．1 桥梁抗震分析理论的发展

5．2．2 动力特性分析理论

5．2．3 反应谱分析理论

5．2．4 时程分析理论

5．3 自振特性分析

5．4 反应谱分析

5．4．1 加速度反应谱的设计

5．4．2 反应谱分析

5．5 时程分析

5．5．1 地震波的选用

5．5．2 一致激励分析

5．5．3 行波效应分析

5．6 本章小结

第6章 结语

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献