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
发布时间：2022-10-09 18:25
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。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。因此开展影响薄壁空心墩的整体稳定和局部稳定的相关因素研究具有十分重要的工程意义。本文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,研究施工缺陷对桥墩整体稳定影响;将薄壁桥墩视为由板构成的空心结构究,进一步探究薄壁桥墩在发生板局部屈曲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）从受压杆件的挠曲微分方程出发,利用纤维屈服准则推导下端固结、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...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外初始缺陷研究现状
1.2.2 国内初始缺陷研究现状
1.2.3 国内薄板局部稳定研究现状
1.2.4 国外薄板局部稳定研究现状
1.3 现阶段存在的问题
1.4 本文主要研究内容
第二章 薄壁空心桥墩的构造设计
2.1 薄壁空心墩的适用场合
2.2 薄壁空心墩的构造设计
2.2.1 薄壁空心墩的整体构造
2.2.2 薄壁空心墩的截面构造
2.3 薄壁空心墩现阶段设计方法
2.4 初始缺陷的研究
2.4.1 双端铰接压杆的初弯曲研究
2.4.2 双端铰接压杆的初偏心的研究
2.4.3 材料缺陷的影响
2.4.4 极限荷载的求解
2.5 本章小结
第三章 薄壁空心桥墩截面宽厚比限值研究
3.1 等截面中心压杆的稳定分析
3.2 施工缺陷影响下中心压杆的稳定性分析
3.2.1 竖向分布荷载作用
3.2.2 竖向集中荷载作用
3.2.3 有无施工缺陷临界荷载对比
3.3 薄壁空心墩的理论宽厚比计算
3.3.1 各向同性薄板稳定计算
3.3.2 正交异性薄板稳定计算
3.3.3 薄壁空心墩理论宽厚比的确定
3.4 翘曲系数与约束系数的确定
3.5 临界厚度算例
3.6 本章小结
第四章 初始缺陷薄壁空心墩宽厚比限值的有限元验证
4.1 薄壁空心墩稳定有限元分析
4.2 施工缺陷下等截面桥墩施工阶段自体稳定宽厚比公式验证
4.2.1 等截面薄壁空心墩各向同性宽厚比公式验证
4.2.2 等截面薄壁空心墩宽正交异性厚比公式验证
4.3 无缺陷等截面桥墩施工阶段自体稳定宽厚比公式验证
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 本论文取得的主要成果
5.2 今后的展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文和取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]界面初始缺陷对混凝土单轴抗拉强度的影响[J]. 王娟,管巧艳,孔宇田,余闪闪. 水利水电科技进展. 2016(05)
[2]考虑初始缺陷影响的混凝土梁动态弯拉破坏模式分析[J]. 杜修力,揭鹏力,金浏. 工程力学. 2015(02)
[3]单肢箱形薄壁高墩与双肢矩形薄壁高墩稳定性比较研究[J]. 郭兰英. 公路交通科技. 2013(09)
[4]单肢薄壁高墩连续刚构施工稳定性分析[J]. 金鹏,王金磊. 交通科技与经济. 2013(03)
[5]考虑初始几何缺陷的大跨度上承式钢管混凝土拱桥的非线性稳定研究[J]. 胡嘉平. 公路. 2012(12)
[6]具有初始缺陷的薄壁高墩稳定性研究[J]. 陈伟明. 公路工程. 2011(03)
[7]扁平钢箱梁局部稳定模型试验[J]. 李立峰,邵旭东,易伟建,张欣. 中国公路学报. 2007(03)
[8]含初始缺陷钢结构损伤累积至断裂及后期的调查分析[J]. 吴德飞,童根树. 工程力学. 2006(08)
[9]桥梁高墩位移延性能力计算方法研究[J]. 梁智垚. 工程抗震与加固改造. 2005(05)
[10]芜湖长江大桥箱形压杆稳定性试验研究[J]. 彭旭民,蔡登山. 中国铁道科学. 2001(05)
博士论文
[1]龙潭河特大桥静力稳定性及风致抖振时域分析[D]. 彭元诚.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]薄壁空心桥墩截面构造研究[D]. 严成俊.重庆交通大学 2017
[2]悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥主拱圈构造研究[D]. 周倩.重庆交通大学 2013
[3]具有初始缺陷的高墩大跨连续刚构桥的稳定极限荷载分析[D]. 唐翠苹.长沙理工大学 2011
[4]施工阶段四肢薄壁高墩连续刚构桥的稳定性仿真分析[D]. 夏文敏.中南大学 2010
[5]薄壁高墩大跨连续刚构若干关键问题研究[D]. 陈建伟.浙江大学 2006
本文编号：3689135
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外初始缺陷研究现状
1.2.2 国内初始缺陷研究现状
1.2.3 国内薄板局部稳定研究现状
1.2.4 国外薄板局部稳定研究现状
1.3 现阶段存在的问题
1.4 本文主要研究内容
第二章 薄壁空心桥墩的构造设计
2.1 薄壁空心墩的适用场合
2.2 薄壁空心墩的构造设计
2.2.1 薄壁空心墩的整体构造
2.2.2 薄壁空心墩的截面构造
2.3 薄壁空心墩现阶段设计方法
2.4 初始缺陷的研究
2.4.1 双端铰接压杆的初弯曲研究
2.4.2 双端铰接压杆的初偏心的研究
2.4.3 材料缺陷的影响
2.4.4 极限荷载的求解
2.5 本章小结
第三章 薄壁空心桥墩截面宽厚比限值研究
3.1 等截面中心压杆的稳定分析
3.2 施工缺陷影响下中心压杆的稳定性分析
3.2.1 竖向分布荷载作用
3.2.2 竖向集中荷载作用
3.2.3 有无施工缺陷临界荷载对比
3.3 薄壁空心墩的理论宽厚比计算
3.3.1 各向同性薄板稳定计算
3.3.2 正交异性薄板稳定计算
3.3.3 薄壁空心墩理论宽厚比的确定
3.4 翘曲系数与约束系数的确定
3.5 临界厚度算例
3.6 本章小结
第四章 初始缺陷薄壁空心墩宽厚比限值的有限元验证
4.1 薄壁空心墩稳定有限元分析
4.2 施工缺陷下等截面桥墩施工阶段自体稳定宽厚比公式验证
4.2.1 等截面薄壁空心墩各向同性宽厚比公式验证
4.2.2 等截面薄壁空心墩宽正交异性厚比公式验证
4.3 无缺陷等截面桥墩施工阶段自体稳定宽厚比公式验证
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 本论文取得的主要成果
5.2 今后的展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文和取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]界面初始缺陷对混凝土单轴抗拉强度的影响[J]. 王娟,管巧艳,孔宇田,余闪闪. 水利水电科技进展. 2016(05)
[2]考虑初始缺陷影响的混凝土梁动态弯拉破坏模式分析[J]. 杜修力,揭鹏力,金浏. 工程力学. 2015(02)
[3]单肢箱形薄壁高墩与双肢矩形薄壁高墩稳定性比较研究[J]. 郭兰英. 公路交通科技. 2013(09)
[4]单肢薄壁高墩连续刚构施工稳定性分析[J]. 金鹏,王金磊. 交通科技与经济. 2013(03)
[5]考虑初始几何缺陷的大跨度上承式钢管混凝土拱桥的非线性稳定研究[J]. 胡嘉平. 公路. 2012(12)
[6]具有初始缺陷的薄壁高墩稳定性研究[J]. 陈伟明. 公路工程. 2011(03)
[7]扁平钢箱梁局部稳定模型试验[J]. 李立峰,邵旭东,易伟建,张欣. 中国公路学报. 2007(03)
[8]含初始缺陷钢结构损伤累积至断裂及后期的调查分析[J]. 吴德飞,童根树. 工程力学. 2006(08)
[9]桥梁高墩位移延性能力计算方法研究[J]. 梁智垚. 工程抗震与加固改造. 2005(05)
[10]芜湖长江大桥箱形压杆稳定性试验研究[J]. 彭旭民,蔡登山. 中国铁道科学. 2001(05)
博士论文
[1]龙潭河特大桥静力稳定性及风致抖振时域分析[D]. 彭元诚.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]薄壁空心桥墩截面构造研究[D]. 严成俊.重庆交通大学 2017
[2]悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥主拱圈构造研究[D]. 周倩.重庆交通大学 2013
[3]具有初始缺陷的高墩大跨连续刚构桥的稳定极限荷载分析[D]. 唐翠苹.长沙理工大学 2011
[4]施工阶段四肢薄壁高墩连续刚构桥的稳定性仿真分析[D]. 夏文敏.中南大学 2010
[5]薄壁高墩大跨连续刚构若干关键问题研究[D]. 陈建伟.浙江大学 2006
本文编号：3689135
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