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公路桥梁高墩施工阶段稳定性分析与施工控制技术
| 论文题名： | 公路桥梁高墩施工阶段稳定性分析与施工控制技术 |
| 关键词： | 公路桥梁;单肢空心薄壁高墩;稳定性分析;有限元模型;施工控制 |
| 摘要： | 随着我国交通事业的快速发展，公路建设逐步向山地丘陵地区延伸。受地形条件限制，在这些地区进行公路建设常常须跨越深沟峡谷，致使高墩桥梁的修建日益增多。高桥墩长细比较大，大多数采用空心薄壁截面形式，刚度大大削弱，柔度增大，使得其稳定性分析显得尤为重要。而在施工过程中，结构尚未形成整体，不对称施工产生的偏载、风载等将使高墩产生较大的弯矩和变形，其稳定性问题往往成为施工中的控制因素。 本文以湖北省在建的熊渡电站大桥某单肢空心薄壁高墩为研究对象，展开稳定性分析和施工控制研究。具体研究工作和成果如下： 1.介绍了国内外高墩的应用和研究现状，探讨了高墩结构的稳定性理论和温度效应的影响，并确定了高墩稳定性的评判指标和温差作用下的墩顶偏位。 2.采用有限元分析软件ANSYS，建立了高墩梁单元和实体单元的有限元模型，并结合其施工阶段所受的荷载，在不同工况下对高墩进行了线弹性的稳定计算分析。通过分析得到影响高墩线弹性稳定性的控制荷载为墩顶施工荷载，且用实体单元计算的稳定安全系数较梁单元小，其更能反映高墩的真实屈曲荷载。 3.对两种单元的高墩模型分别进行了理想状态下、初始缺陷下、风载作用下及初始缺陷和风载共同作用下的几何非线性稳定分析。通过分析得到初始缺陷和风载的共同作用为几何非线性稳定的最不利状态，此状态失稳时墩顶的纵向位移最大，大变形效应的影响不容忽视。 4.采用带筋SOLID65单元，建立了单肢空心薄壁高墩的有限元模型，对其进行了理想状态下、初始缺陷下、风载作用下及初始缺陷和风载共同作用下的双重非线性稳定性分析。通过分析得到考虑双重非线性的高墩稳定安全系数比线弹性、几何非线性情况下有明显的降低，说明了材料非线性在高墩结构的稳定性中占有主导地位。 5.介绍了高墩施工监测控制的基本内容，并结合实际工程，给出了高墩垂直度的控制方法。通过熊渡电站大桥高墩的实际施工，表明采用全站仪和激光垂准仪相结合的垂直度控制方法，可以在墩身施工过程中保证足够的精度要求。 |
| 作者： | 陈健 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 向木生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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