详情

原文传递山区薄壁高墩桥梁稳定性分析

论文题名：	山区薄壁高墩桥梁稳定性分析
关键词：	连续刚构桥;双肢薄壁墩;墩间横系梁;屈曲模态;截面刚度
摘要：	我国公路交通运输量的不断增大，促进了高速公路建设的飞速发展，高墩大跨连续刚构桥在桥梁工程建设中得到运用和推广，特别是在山岭沟壑地区，高墩连续刚构更是得到了广泛的应用。随着桥墩在高度上的不断突破，其稳定性问题也随之显现出来。从桥梁的建设历程中可以看出，世界上曾发生很多桥梁失稳而丧失承载能力引起的垮塌伤亡事故，因此高墩的稳定性变得越来越重要。本文以资兴高速公路杨家湾大桥为研究对象，对该桥施工过程中的静力稳定性进行了分析，主要内容如下：　　（1）简单介绍了桥梁结构的两类稳定性问题，阐述了判别结构稳定性三大准则以及评价指标，了解稳定性问题的求解方法。　　（2）采用有限元软件Midas civil对该桥典型的三个状态（裸墩、最大悬臂状态、成桥）进行分析。其中最大悬臂状态的稳定特征值最小，为最不利状态；在最不利荷载工况下，对三状态分别进行几何非线性稳定分析，得出结构的屈曲模态，并通过荷载—位移曲线得出各工况下的屈曲荷载和稳定安全系数。考虑几何非线性因素得出，几何非线性在一定程度上降低了结构的稳定性；在各状态下，墩底轴力和墩顶最大位移因非线性因素的存在而变大，特别是在最大悬臂状态，墩底轴力和墩顶位移变化较为明显。　　（3）根据实测温度数据，得出最不利温度分布，并根据半理论半经验公式模拟出温度变化曲线，由相关理论，将模拟得出的非线性温度曲线转化为线性曲线。分析了日照温度效应对连续刚构桥三个施工状态的稳定性和墩顶最大位移的影响，经计算分析得出温度效应对杨家湾大桥的稳定性影响不大，特别是在最大悬臂状态的稳定性影响较小，日照温度效应对桥体变形的影响亦不是很大。　　（4）双肢薄壁墩墩间横系梁的设置数目和布置位置对高墩稳定性有一定的影响，且为有利影响，但考虑到施工成本等因素，设置并不是越多越好。另外，均匀布置横系梁对高墩稳定性有利；混凝土强度等级的提高，高墩稳定性也随之提高，但提高幅度并不大，这说明靠提高材料强度来增强高墩稳定性的举措效率并不高；壁厚增加可以提高全桥的稳定性，但同时增加了材料的用量，增大墩身截面刚度，不利于箱梁的受力和变形，故壁厚选择需控制在合理区间内。
作者：	段志岳
专业：	建筑与土木工程
导师：	杨美良;钟放平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长沙理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文