100m跨径铁路钢管混凝土拱桥设计与结构分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件，是在劲性钢筋混凝土结构、螺旋配筋钢筋混凝土结构及钢管结构的基础上演变和发展起来的一种新型结构。钢管混凝土在轴向荷载的作用下，钢管和混凝土两种不同材料发生相互作用，从而使得钢管中核心混凝土的强度得以提高，塑性和韧性也大为改善。同时，由于混凝土的存在，可以避免或者延缓钢管发生局部屈曲，从而保证材料性能的充分发挥。

与钢筋混凝土不同的是，在钢管混凝土的施工过程中，钢管能够作为浇筑核心混凝土的模板，因此模板费用减少，施工进度也加快；与钢结构相比，可以显著减小所需钢板厚度，取材容易，制造和安装也很方便，另外耐火和腐蚀性能好，抗震和抗冲击性能好，从而降低了工程造价也降低很多。因此，钢管混凝土结构作为一种新型结构在能够充分发挥两种材料的优点的同时也能改善两种材料的缺点，使得钢管混凝土结构具有许多良好的性能。

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士拱桥技术已经达到同际先进水平，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，钢管混凝士拱桥的理论研究目前还相对滞后，跟不其发展的步伐。本次设计将研究钢管混凝土拱桥的的设计过程，计算分析各施工阶段拱肋应力、位移变化情况及预拱度的合理设置。

2. 研究的基本内容与方案

根据给定的设计资料（主要包括地质、水文资料、通航要求、设计荷载和线路标高等资料），在进行方案比选后，确定合理的跨径100m钢管混凝土拱梁组合桥设计方案并进行初步设计。首先初步拟定结构尺寸，接着对桥梁上部结构进行施工阶段和成桥状态全过程模拟分析，并检算风荷载、温度荷载、收缩徐变荷载等各种荷载下的拱桥应力是否符合工程规范要求。设计中要求重点学习不同吊杆初张力的设定方法，计算分析各施工阶段拱肋应力、位移变化情况及预拱度的合理设置。

2.2 设计目标

3. 研究计划与安排

第1周：外文阅读与翻译。主要包括：a. 阅读有关外文文献（至少3篇）；b. 翻译与设计任务有关的文章，要求不少于10000字符（原文）或不少于5000汉字；

第2周：收集、整理相关方面的资料，明确毕业设计任务和思路，撰写并提交任务书及开题报告。开题报告字数不少于1500 字，参考文献不少于15 篇（其中外文献不少于3篇）；

第3~4周：学习并能熟练应用桥梁电算软件——midas/civil；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 钟善桐. 钢管混凝土结构 [m]. 修订版. 哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1994.

[2] 王玉银. 惠中华. 钢管混凝土拱桥施工全过程与关键技术 [d]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.

[3] 陈宝春. 钢管混凝土拱桥实例集（一） [m]. 北京：人民交通出版社，2002.