【摘 要】
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随着我国交通运输事业的迅速发展以及公路桥梁等基础设施的大规模建设,高墩连续刚构桥以其自身具有的结构简明、跨越能力强、施工方便等优点而得到了广泛的应用。由于高墩的长细比比较大,且大多数釆用空心薄壁截面形式,导致其刚度削弱,柔度增大,使得其稳定问题显得尤为突出。本文以某双肢薄壁高墩连续刚构桥为工程背景,对高墩刚构桥的静力稳定问题和动力稳定问题展开研究分析,主要的分析内容包括:(1)简要介绍了国内外高墩
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(51408453); 高等学校博士学科点专项科研基金项目(20136120120022); 陕西省自然科学基础研究计划基金项目(2016JQ5075)
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随着我国交通运输事业的迅速发展以及公路桥梁等基础设施的大规模建设,高墩连续刚构桥以其自身具有的结构简明、跨越能力强、施工方便等优点而得到了广泛的应用。由于高墩的长细比比较大,且大多数釆用空心薄壁截面形式,导致其刚度削弱,柔度增大,使得其稳定问题显得尤为突出。本文以某双肢薄壁高墩连续刚构桥为工程背景,对高墩刚构桥的静力稳定问题和动力稳定问题展开研究分析,主要的分析内容包括:(1)简要介绍了国内外高墩连续刚构桥的发展历程和稳定问题的研究现状,探讨了高墩刚构桥的静力稳定理论和动力稳定理论,并指出了稳定问题的研究方法和判别准则。(2)利用有限元软件ABAQUS分别对刚构桥在裸墩阶段、最大悬臂阶段和成桥阶段建立了计算模型,考虑了各种荷载工况(结构自重、风荷载、施工荷载、挂篮荷载、车辆荷载等)的影响,对该桥分别进行了第一类弹性静力稳定分析以及第二类非线性静力稳定分析,得到了刚构桥在三个阶段不同工况下的稳定安全系数,并对比了弹性稳定与非线性稳定分析结果的差异。(3)基于双肢薄壁高墩连续刚构桥静力稳定分析模型,研究了截面形式、墩高变化、壁厚变化、系梁的设置状况以及混凝土强度等级对双肢薄壁高墩刚构桥稳定性的影响,并对提高该类桥梁稳定性提出了一些可供参考的建议。(4)利用Open Sees有限元软件结合纤维梁柱单元建立了适用于非线性动力分析的刚构桥模型。提出了采用增量动力分析法并结合B-R判别准则来研究刚构桥第二类动力稳定问题的方案;分别沿顺桥向、横桥向以及竖桥向输入地震动,得到了刚构桥位移响应、曲率响应和纤维应变响应规律;确定了三个地震动方向的动力稳定临界荷载。
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