大跨桥梁超高墩柱稳定性能的传递分析
随着国民经济和桥梁技术的快速发展,我国桥梁建设日新月异,已取得了一些举世瞩目的成就。在一些地区,由于地势和道路形式的要求,如有沟深、塬高、坡陡等的特点的地区,桥梁一般采用大跨度超高墩形式,使得桥梁结构的高墩稳定问题日渐突出,成为桥梁安全设计、施工和营运需要考虑的重要问题,亟待深入研究。 现有的分析超高墩问题的计算方法已有很多,但计算结果不能很好反映结构性能和状态的传递特征。本文采用传递矩阵法,对超高墩稳定性进行分析。该法概念清晰、计算高效、且能显示结构性能和状态的传递过程及传递规律。 本文探讨了国内外超高墩稳定性分析和设计的研究现状及进展。论述了传递矩阵法的基本原理和求解方法。在总结前人研究成果的基础上，探讨了传递矩阵法的应用领域与发展前景。 进行了超高墩静力稳定性分析。建立了超高墩竖向离散模型,基于结构的静力平衡微分方程,推导出单肢超高墩静力稳定性分析中场矩阵的表达式。对于双肢超高墩,根据突变点的静力平衡方程,推导了点矩阵的表达式,建立起双肢超高墩静力稳定性总传递矩阵。 进行了超高墩的动力特性分析。将状态向量相应分解为横向的状态向量和纵向的状态向量,分别建立了超高墩离散模型和匀质质量模型,基于结构的几何、物理方程,推导出超高墩的横向和纵向振动传递矩阵,实现了超高墩自振频率和振型的求解。 将精细传递矩阵法运用于对超高墩的稳定性分析中。并根据结构的物理和几何关系,推导出超高墩静力稳定性精细传递矩阵;建立超高墩动力传递分析离散模型,推导了振动点矩阵的表达式,建立了超高墩在动力作用下的整体传递矩阵。 将精细传递矩阵法与振型分解反应谱法相结合,推导了在地震作用下场矩阵和点矩阵的表达式,得到超高墩在地震作用下的最不利反应,并根据动力失稳判别准则从而对超高墩进行动力稳定性分析。 将精细传递矩阵法运用在对超高墩的变形控制中,针对混凝土超高墩,基于应力与应变及力与位移的关系,推导了超高墩在温度变化作用下的精细传递矩阵,探讨了超高桥墩在温度变化作用下的变形规律。
大跨桥梁;超高墩柱;稳定性能;传递矩阵法;变形控制
西安建筑科技大学
硕士
桥梁与隧道工程
李青宁
2012
中文
U443.22
105
2012-12-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）