文档介绍：分类号 U448 单位代码 10618
密级公开学号 2150085004
硕士学位论文
施工缺陷对混凝土空心薄壁桥墩截面宽厚比限值影响研究
研究生姓名: 姚利翔
导师姓名及职称: 周水兴教授
申请专业学位类别工学硕士学位授予单位重庆交通大学
论文提交日期 2018年 6 6 月 1112 日
专业领域名称防灾减灾与防护工程论文答辩日期 2018年 6 6 月 38 日
2018年 6 6月 12 11 日
Study on the influence of construction defects on the width ratio limit of concrete thin-walled hollow pier
A Dissertation Submitted for the Degree of Master
Candidate:Yao Lixiang
Supervisor:Prof. Zhou Shuixing
Assoc. Prof. Zhang Min
Chongqing Jiaotong University, Chongqing, China
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摘要
空心薄壁桥墩是山区公路桥梁中常见的结构形式,通常采用滑膜、爬模或翻模等方法施工。在实际施工中,时常出现桥墩偏位、爆模或混凝土强度不够等问题。横跨高山峡谷的高墩大跨径桥梁经常使用薄壁高墩,其已经成为高墩经常使用的下部结构,随着桥墩高度的增加,其稳定性也成为结构安全的重要问题。因此对于开展影响薄壁空心墩的整体稳定和局部稳定的相关因素开展研究具有十分重要的工程意义。本文主要将空心薄壁高墩简化为上端自由、下端固结的中心受压杆件,研究考虑施工缺陷影响下的对桥墩整体稳定研究影响;将薄壁桥墩视为由板构成的空心结构高墩局部构件简化为板件进行研究,进一步探究薄壁桥墩在发生板局部屈曲下的已知板宽下的临界厚度和极限宽厚比。本文的研究内容主要包括三个方面:
(1)从受压杆件的挠曲线微分方程出发,假设初弯曲方程,利用纤维屈服准则推导出了下端固结、上端自由杆件考虑初弯曲的临界荷载。
(2)分别采用板的各向同性和正交异性推导出了局部失稳的临界荷载,结合整体失稳临界应力公式,将薄壁空心墩视为薄板组成的构件,以桥墩优先发生整体失稳作为控制条件,推导出了等截面桥墩的临界厚度和极限宽厚比公式。
(3)采用ANSYS有限元模型建立壳单元模型,加入初弯曲后对薄壁高墩的局部稳定进行第一类稳定分析,通过公式试算与有限元模型的结果做出对比,验证公式的正确性,结果表明:
①正交异性板理论下的公式计算值与有限元分析结果吻合度很好,临界宽厚比公式是可行的。正交异性板更加符合实际工程,计入了材料的弹塑性影响。
②桥墩高度增加时,薄板临界宽度会变小,这主要是由于,随着高度的增加,初始缺陷的影响程度加大,临界荷载随着大幅度减小。
③桥墩初始偏移变大的时候,薄壁高墩的临界厚度相应变小,且公式计算值与有限元结果符合的吻合性更好,
这主要是由于正交异性板更加符合实际工程,计入了材料的弹塑性影响。
关键词:空心薄壁空心桥墩,初始缺陷,薄板屈曲,宽厚比,临界荷载
ABSTRACT
Hollow thin-walled bridge piers mon structural