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超宽圆端形薄壁空心桥墩稳定性研究
| 论文题名： | 超宽圆端形薄壁空心桥墩稳定性研究 |
| 关键词： | 薄壁空心桥墩;局部稳定性;初始缺陷;弹塑性;构造特点 |
| 摘要： | 超宽圆端形薄壁空心桥墩属于空间板壳结构，其受力特征比较复杂，其稳定性问题直接关系着桥梁结构的安全和经济问题。空心墩的局部稳定性问题，规范中并没有明确规定，现在依然采用经验的办法进行解决。通常采用的是控制墩壁的厚度和设置隔板来增强桥墩的局部稳定性。本文以大砂坪12#四线铁路圆端形超宽薄壁空心墩为工程实例，对该类桥墩的局部稳定性进行研究。 对桥梁结构稳定性的研究具有很高的科学价值和实际的工程意义。本文简要概述了国内外对于桥梁结构稳定性问题的研究历史和现状以及目前研究存在的不足之处。以大砂坪12#桥墩为研究对象，介绍了超宽圆端形薄壁空心墩的构造与设计特点，对空心墩的局部稳定性进行了初步的探讨。 本文以工程实例为背景，运用有限元软件ANSYS建立了实桥模型。首先，对有竖向隔板和无竖向隔板两种模型的墩壁局部稳定性进行研究，得出竖向隔板可以明显提高墩壁的局部稳定性并且有相当高的稳定安全储备，而无竖向隔板的桥墩模型也具有一定的稳定安全储备而且强度也满足要求，故在仅考虑其对局部稳定性影响的意义上，竖向隔板完全可以取消。此外，通过改变桥墩的壁厚和混凝土强度等级，得出了其对局部稳定的影响规律，同时发现当桥墩壁厚取到一定值时，墩身截面产生了很大的拉应力，墩身强度达到了极限状态，然而其墩壁的局部稳定性还有较高的储备。因此，空心墩的壁厚不宜过薄，可以通过强度来控制壁厚，其稳定性满足要求。 针对在实际的桥梁工程中，桥墩可能存在一定的施工误差，其几何非线性以及混凝土材料的弹塑性可能对空心墩墩壁的局部稳定性有一定的影响。本文通过分别考虑以上三方面因素，对空心墩墩壁的局部稳定性进行对比分析，发现混凝土材料的弹塑性对桥墩的局部稳定性影响较大。因此对于该类桥墩的局部稳定性计算应该计入混凝土材料的弹塑性，对其进行弹塑性稳定分析。尽管几何非线性和墩壁的初始几何缺陷对墩壁的局部稳定影响很小，但为了使桥墩能够在铁路正常运营后更加安全可靠的使用，应该按照相关规范和技术规程的要求进行严格施工。 |
| 作者： | 田志杰 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘炎海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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