高速公路桥高墩结构形式分析研究
桥墩作为桥梁的主要承载结构,其安全性能一直备受设计与研究人员的关注。柱式桥墩外型美观且圬工体积少,而且施工工艺成熟、便利而被目前公路桥梁中广泛采用,在柱式墩中圆形双柱式墩在高速公路桥中使用最为普遍。在我国公路桥涵设计规范中,对桥墩结构没有明确的截面尺寸规定,大多设计院采用本单位的惯用设计,设计保守且不经济,不同设计者设计的墩身截面尺寸差异很大。如何合理选择桥墩结构型式和截面尺寸具有重要的工程意义。 本文对昌铜高速和德上赣崇高速公路的桥墩结构进行广泛调研,根据调查结果统计分析出了不同桥墩结构的使用情况,以及墩高相似时不同设计院的设计差异。另外结合我省已建和在建的其他高速公路高墩的结构型式,应用有限元软件Midas-civil对通常使用的墩结构进行了分析计算。在静力方面,分析了墩身截面尺寸、截面配筋、墩柱高度等因素对圆形双柱式墩承载力的影响,并对柱式墩和薄壁墩结构的承载能力进行了对比分析。 墩结构通常为偏心受压结构,稳定问题至关重要。在动力方面,本文简述了两类稳定问题的区别及求解方法,对比分析了单墩状态和成桥状态下柱式墩与薄壁墩稳定性。对柱式墩和薄壁墩两种墩型结构进行了自振特性分析,同时通过对柱式和薄壁墩在不同高度下的稳定性进行了对比分析研究。结合承载力对比分析的结果,得出了圆形双柱式墩截面优化尺寸,扩展了柱式墩的使用范围。 综合两种墩型的承载力和稳定性对比研究结果,从性价比角度提出了桥墩结构型式的使用范围,对于目前通常35m~40m采用的墩型(薄壁墩)可改为柱式墩。
高速公路;桥墩结构;承载能力;稳定性分析;有限元分析
华东交通大学
硕士
桥梁与隧道工程
陈水生
2013
中文
U448.14;U443.22
129
2014-01-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）