考虑桩土作用的高墩大跨连续结构几何非线性效应分析
本文选题:桥梁工程 + 几何非线性 ; 参考:《公路交通科技》2017年11期
【摘要】:在迅速崛起的西部高原山区高墩大跨桥梁多以百米左右的高墩大跨连续刚构桥为主,其几何非线性问题变得越来越重要。为了研究桩土作用下该结构的几何非线性效应,以西部某高墩大跨连续刚构桥为依托工程,利用大型有限元软件进行了考虑桩土效应的几何非线性施工全过程模拟。对比分析了该类型桥梁在桩土作用下几何非线性效应对结构应力和位移在施工阶段及成桥后的影响程度,并研究了不同墩高情况下几何非线性效应对该类型桥梁的变形及结构内力的影响规律。分析结果表明:几何非线性效应对主梁断面顶、底板应力的影响随着悬臂长度的增加而逐渐增大;考虑比不考虑几何非线性效应的主梁竖向位移值小,且位移曲线平顺连续;几何非线性效应对主梁弯矩和主墩剪力影响较大,且剪力分布的非线性随墩身高度的增加而明显,呈先增大后减小的现象;几何非线性效应对边跨主梁弯矩的影响效应随墩高的增加而减小,对墩顶及中跨主梁弯矩的影响随墩高的增加而增大。为了更好地控制结构应力及线形,建议高墩大跨连续结构在设计及施工控制中应着重计入几何非线性效应的影响。
[Abstract]:In the rapidly rising mountains of the western plateau, the large span bridges with high piers and long spans are mainly composed of continuous rigid frame bridges with high piers and long spans, and their geometric nonlinearity becomes more and more important. In order to study the geometric nonlinear effect of the structure under the action of pile and soil, the whole process of geometric nonlinear construction considering pile-soil effect is simulated by using a large finite element software based on a continuous rigid frame bridge with high piers and large spans in the west of China. The effect of geometric nonlinear effect on the structural stress and displacement in the construction stage and after the completion of the bridge is compared and analyzed. The influence of geometric nonlinear effect on the deformation and internal force of the bridge with different piers height is also studied. The results show that the effect of geometric nonlinear effect on the stress of the top and bottom of the main beam increases with the length of the cantilever, and the vertical displacement of the main beam is smaller and the displacement curve is smooth and continuous than that of the girder without the geometric nonlinear effect. The geometric nonlinear effect has great influence on the bending moment and the shear force of the main pier, and the nonlinear distribution of the shear force is obvious with the increase of the height of the pier, which increases first and then decreases. The effect of geometric nonlinear effect on the moment of side span main beam decreases with the increase of pier height, and the effect on the moment of pier top and middle span increases with the increase of pier height. In order to better control structural stress and alignment, it is suggested that the influence of geometric nonlinear effect should be taken into account in the design and construction control of long-span continuous structures with high piers.
【作者单位】: 甘肃省公路建设管理集团有限公司;中交第一公路勘察设计院有限公司;长安大学公路学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51678061) 中央高校基本科研业务专项项目(310821161012)
【分类号】:U441
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,本文编号:1835197
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