山区高墩大跨连续刚构桥施工阶段非线性稳定研究

发布时间：2023-01-11 04:39

　　近些年来,我国桥梁事业的发展实现了质的飞越,世界上远近闻名的桥梁多数是由我们国家主导设计和施工的。但随着施工技术的发展,桥梁逐渐呈现出跨度越大,墩高越高,施工环境越来越恶劣的情况。高墩大跨连续刚构桥由于其跨越能力强,墩高等特点常常被用于山区峡谷等地区,且结构形式也越来越轻型化、薄壁化,这也导致这类桥型的稳定问题比较突出。本文选取灵仙河特大桥主跨部分（85+160+85）m作为研究对象,针对山区大跨连续刚构桥的稳定问题做相关研究,以第一类稳定理论为基础,先采用有限元软件MIDAS对结构裸墩、悬臂施工以及最大悬臂阶段和全桥稳定性进行分析研究。得到各阶段的稳定系数均符合要求,同时对影响桥墩结构稳定的因素:系梁、墩厚、肢间距以及不同结构形式墩等对结构线性稳定的影响做了分析研究,得到了满足稳定系数要求的单因素最小限值。针对最大悬臂阶段做了动力分析,得到了不同阶振动模态的表现形式以及自振频率。采用ANSYS仿真软件对灵仙河特大桥做非线性稳定研究时,在单元、本构关系（本构关系式、极限压应变）以及荷载组合的选取上做了分析研究,针对最高裸墩状态下不同方向初始几何缺陷做了分析研究,发现双肢桥墩各肢墩初始几... 

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内、外关于高墩稳定性的研究现状
        1.2.1 高墩自体稳定性研究现状
        1.2.2 高墩最大悬臂状态稳定性研究
    1.3 非线性研究现状
    1.4 大跨高墩连续刚构桥国内外发展趋势
    1.5 本文研究的主要内容
第二章 高墩桥梁稳定理论研究
    2.1 结构稳定分类
    2.2 结构稳定问题分析方法及判别准则
        2.2.1 静力准则与静力法
        2.2.2 能量准则与能量法
        2.2.3 动力准则与动力法
        2.2.4 缺陷准则与缺陷法
    2.3 施工阶段稳定性分析
        2.3.1 压(压弯)杆的一般稳定微分方程
        2.3.2 施工阶段临界力计算
        2.3.3 双肢薄壁墩高墩施工阶段的稳定性
    2.4 高墩大跨连续刚构桥的第一类稳定分析
        2.4.1 第一类稳定问题的线性有限元分析
        2.4.2 第一类稳定问题的非线性有限元分析
    2.5 高墩大跨连续刚构桥的第二类稳定分析
    2.6 本章小结
第三章 山区高墩大跨连续刚构桥施工阶段线性稳定研究
    3.1 工程背景及MIDAS仿真模型建立
        3.1.1 荷载组合
        3.1.2 风荷载取值研究
        3.1.3 分析过程
    3.2 结构线性稳定性分析
        3.2.1 最高裸墩线性稳定分析
        3.2.2 施工最大悬臂阶段线性稳定性分析
        3.2.3 悬臂施工全过程稳定性计算结果
    3.3 线性稳定性影响因素分析
        3.3.1 系梁位置及数量的设置
        3.3.2 墩厚及肢间距的设置
        3.3.3 系梁厚度的设置
        3.3.4 不同结构形式墩的设置
    3.4 本章小结
第四章 山区高墩大跨连续刚构桥施工阶段非线性稳定研究
    4.1 稳定判别准则
    4.2 几何、材料非线性理论
    4.3 ANSYS有限元模型的建立与分析
        4.3.1 单元的选取
        4.3.2 本构关系的选取
        4.3.3 荷载组合
        4.3.4 ANSYS有限元模型分析
    4.4 结构不同方向初始几何缺陷对桥墩稳定性的影响
    4.5 高墩参数对结构非线性稳定性的影响
        4.5.1 结构初始缺陷影响分析
        4.5.2 荷载因素影响分析
        4.5.3 结构设计参数影响分析
    4.6 不同本构关系对结构极限承载能力的影响
    4.7 基于稳定研究分析下的施工控制措施
        4.7.1 高墩的施工控制措施
        4.7.2 复杂风荷载环境下施工控制措施
        4.7.3 挂篮及悬臂浇筑施工控制措施
    4.8 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文及取得的学术成果



本文编号：3729428