钢筋混凝土材料对薄壁高墩结构非线性稳定性的影响.pdf
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1、第 3 9卷 , 第 3期 2 0 l 4年 6月 公 路 工 程 Hi g h wa y En g i n e e r i n g Vo 1 3 9,No 3 J u n, 2 0 1 4 钢筋混凝土材料对薄壁高墩结构非线性 稳定性 的影响 柴金玲。 ,冯志强 ,王永 , 唐国斌 ( 1 河南交通 职业技术学 院,河南 郑州4 5 0 0 0 0 ; 2 河南交院公路工程技术有限公司 , 河南 郑州4 5 0 0 0 0 ; 3 河南省交通科学技术研究 院有限公 司,河南 郑州4 5 0 0 0 0 ) 摘要 】以某大桥为工程实例 , 利用 A B A Q U S有限元分析软件 , 以不 同
2、材料 参数为研究 重点 , 对大桥 的薄壁 高墩结 构的稳定性进行 了非线性弹性稳定仿 真分析 , 探讨了不同用量钢筋混凝土材料 与薄壁高墩结构 非线性稳定 性之 间的影 响关系, 为今后本类桥梁的设计和施工提供可以借 鉴的经验 。 关键词】薄壁高墩; 非线性 ; 稳定性; 材料;有限元分析 【 中圈分类号 】U 4 4 3 2 2 【 文献标识 码】A 文章编号 】1 6 7 4 0 6 1 0 ( 2 0 1 4 ) 0 3 0 1 5 4 0 4 I mp a c t o f Re i n f o r c e d Co n c r e t e M a t e r i a l f o r
3、Th i n- wa l l e d Hi g h Pi e r S t r u c t ur e s o n No n l i n e a r i t y S t a b i l i t y CHAI J i n l i n g ,F ENG Z h i q i a n g ,W ANG Yo n g ,TANG Gu o b i n ( 1 He n a n C o mm u n i c a t i o n V o c a t i o n a l T e c h n o l o g y C o l l e g e ,Z h e n g z h o u , H e n a n 4 5 0 0
4、 0 0,C h i n a ; 2 He n a n Pa y Co u r t Ro a d En g i n e e r i n g Te c h n o l o g y C O LT D ,Zh e n g z ho u,He n a n 4 5 0 0 00,Ch i n a; 3 He n a n T r a f fi c I n s t i t u t e o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y C O L T D Z h e n g z h o u , H e n a n 4 5 0 0 0 0 , C h i n a ) A b
5、 s t r a c t I n t h e i n s t a n c e o f a b r i d g e f o r t h e p r o j e c t , u s i n g A B AQ U S fi n i t e e l e me n t a n a l y s i s s o ft - wa r e,wi t h di f f e r e n t ma t e r i a l pa r a me t e r s for t h e r e s e a r c h f o c us ,e ffe c t s o f t h e r e l a t i o n s h i p
6、 be t we e n t h e a mo u n t o f d i ffe r e n t ma t e r i a l s a nd s t r uc t u r e s o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e a n d n o n l i n e a r s t a b i l i t y o f t hi n wa l l e d h i g h pi e r ,t h e c l a s s e s f o r t h e f u t u r e d e s i g n a n d c o n s t ruc t i o n o f t
7、 h e b r i dg e c a n l e a r n f r o m e x p e r i e n c e Ke y wo r d s t h i n - w a l l a n d h i g h - p i e r ; n o n l i n e a r i t y ; s t a b i l i t y ; ma t e r i a l ; fi n i t e e l e m e n t a n a l y s i s 1 概述 2工程实例 随 着我 国交 通行 业 的不 断 发 展 , 山 区和 丘 陵地 区公路建设不断壮大 , 许多高墩、 钢构桥梁应运而 生 。高 墩
8、桥梁 具 有桥 墩 高 、 跨径 大 、 造 型美 观 、 施工 工艺相对简单、 作业面要求低等特点, 在近年的桥梁 建设 中得 到了广泛 的应 用 。高墩大 跨径 预应 力混凝 土连续钢构桥 , 最直观的特点就是墩高, 在部分跨越 深谷、 山沟的桥墩高度 已经超越 1 0 0 m。故此 , 对其 结 构稳 定性 、 耐久 性 、 施 工控 制等 问题 是广大 学者 研 究的重点。高墩钢构桥梁的主体结构主要由混凝土 和钢筋组成, 但这些材料的非线性特征影响着高墩 的稳定性 。因此 , 本文着重从材料人手 , 重点研 究了材料的非线性因素对高墩稳定性 的影响。 2 1工 程 概 况 本文选取某薄
9、壁高墩大跨径预应力混凝土连续 钢构桥 为研 究对 象 , 具 体桥 型布 置 为 : 43 0 ( T梁 ) +( 9 3+31 7 0+9 3 ) ( 连续冈 构)+43 0( T梁) , 桥长共计 9 4 4 m, 见 图 1 。本桥采用薄壁方形桥墩 , 尺寸剖面见图 2 , 图 3 。连续刚构部分为单箱单室变 截面预应力混凝土箱梁 , 中支点梁高为 9 0 m, 跨中 及边支点梁高 3 5 m, 顶宽 1 0 0 m, 底宽 7 0 m。梁 高与底板厚度按 1 8次抛物线进行分配, 腹板厚度 4 O一 6 0 c m, 底板 厚度 3 01 2 0 c m, 顶板 厚 2 8 c m。
10、2 2 非线性分析模型的建立 混凝土部分有限元模型采用八节点的实体单元 收 稿 日期】2 0 1 4 - 0 1 1 0 作 者简 介】柴金玲( 1 9 7 6 一) , 女 。 天津人 , 讲师 , 主要从 事_T程施丁与管理方面的教学工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 5 6 公路工程 3 9卷 本次 以自重 +一侧挂篮跌落工况为研究对象 , 重点研究在不同材料组合的高墩结构的荷载一位移 曲线。荷载作用达 到极限荷载是 , 内力和位移作用 最大部位应是墩梁 固结部分, 故选取墩梁固结处
11、的 荷载 一位移曲线表示结构的极限状态 。 3 1 钢筋影响因素分析 3 1 1 普 通钢 筋材 料选 用 以 6 墩普通钢筋主筋为例 , 采用薄壁 内外两层 布置 , 3 2 H R B 3 3 5和 2 5 H R B 3 3 5钢筋分别设置 在外内梁层。 依据设计钢筋用量 , 分别选取不同倍数的实际 钢筋用量进行研究 , 具体分级 0 5 、0 6 、0 7 、0 8 、 0 9 、1 0 、1 2 、1 3 、1 4 、 1 5倍实际钢筋量。 3 1 2 计算结果 按研究工况进行分析 , 得到不 同钢筋用量情况 下的荷载一位移曲线见图 7 、 图 8 。 45 4 0 3 5 3 0
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