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超高墩垂直度控制技术与限值研究
| 论文题名： | 超高墩垂直度控制技术与限值研究 |
| 关键词： | 连续刚构桥;桥墩垂直度;二阶效应;弹性稳定理论;墩顶位移 |
| 摘要： | 随着山区高速公路的不断建设,预应力混凝土连续刚构桥已成为跨越山谷、河流的主要结构形式。受到地形、地质条件的限制,预应力混凝土连续刚构桥的桥墩高度越来越高,甚至出现了不少桥墩高度超过百米的连续刚构桥。大跨度高墩桥梁的桥墩垂直度,不仅影响高墩的稳定性,而且是桥梁施工水平的重要指标。现行规范中未给出超高墩垂直度计算的通用公式及垂直度限值。虽然可以采用有限元法较为精确地计算超高墩的承载力和垂直度,但计算效率低,适用性差。本文基于弹性稳定理论,开展了以下研究工作: ①超高墩在旌工期间受到施工误差、温差、风载荷以及施工偏载的作用,桥墩产生多种缺陷,影响桥墩垂直度。在缺陷的影响下,墩身处于偏心受压状态,其稳定性将大大降低。本文同时考虑初始几何缺陷和多种荷载作用影响,首先通过考虑几何非线性的理论推导,分析初始几何缺陷和荷载作用对桥墩垂直度的影响规律;然后通过同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元计算,分析不同缺陷对桥墩稳定性和承载力的影响。 ②以连续刚构桥等截面高墩悬臂施工阶段作为研究对象,同时考虑高墩初始几何缺陷和多种荷载作用对其几何非线性稳定的影响。通过建立弹性稳定平衡微分方程和二阶分析两种方法,对高墩在复杂工况下的墩顶位移和墩底弯矩的进行求解。 ③以连续刚构桥变截面高墩悬臂施工阶段为研究对象,同时考虑几何初始缺陷和施工荷载对高墩的几何非线性稳定的影响。基于能量原理的Rayleigh-Ritz法,推导了变截面高墩的墩顶位移和位移放大系数公式。 ④结合以上研究的内容,并针对相关项目桥墩用ANSYS建立有限元模型,对公式的计算结果进行验证。并基于理论分析结果,对高墩和超高墩的垂直度限制值做进一步研究。 ⑤超高墩会给连续刚构桥的施工带来诸多问题,本文对不同施工方案和垂直度控制方法进行比选,给出部分高墩及超高墩的垂直度控制建议。 |
| 作者： | 宋嘉 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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