连续梁桥桥墩偏位成因及稳定安全性研究

发布时间：2023-01-11 06:09

　　近年来,我国高速公路建设事业蓬勃发展,但在开展高速公路桥梁营运现状调查时,常常能够发现连续梁桥交接墩墩顶会出现较大的纵向偏位,同时伴有支座滑移超限和墩底环裂缝等病害,这类病害使得桥墩结构的稳定性和承载能力大大降低,桥梁结构安全无法得到保障。因此进行连续梁桥桥墩偏位成因及稳定安全性研究对桥梁的结构设计和运营维护提供了重要的参考价值。本文以辉白高速李家堡子特大桥为工程背景,利用ABAQUS有限元分析软件建立了两联桥梁模型,对交接墩墩顶偏位的成因进行桥梁整体和桥墩局部分析,同时还从桥墩稳定性、受力性能以及损伤性能三个方面分析桥墩偏位后的稳定安全性能。首先介绍了桥梁结构稳定问题的分类、稳定性分析的有限元法以及初始几何缺陷的模拟方法,明确了桥墩进行偏位后的非线性稳定性分析,需要将特征值屈曲分析得到的一阶屈曲模态作为含有初始几何缺陷的桥墩结构形态,再基于弧长法利用ABAQUS对桥墩稳定极限荷载进行求解。其次对有限元基本原理进行介绍,明确了ABAQUS桥梁模型材料本构关系,重点进行了混凝土损伤塑性模型重要参数的推导,同时详细分析了盆式橡胶支座滑动面的接触属性,包括滑动面间的接触相互作用、单元类型等,... 

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 桥墩偏位研究现状
        1.2.2 桥墩稳定性研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第2章 桥墩稳定性分析计算理论
    2.1 桥梁结构稳定问题概述
        2.1.1 第一类稳定问题—平衡分叉失稳
        2.1.2 第二类稳定问题—极值点失稳
    2.2 基于有限单元法的结构稳定分析方法
        2.2.1 特征值屈曲分析
        2.2.2 非线性屈曲分析
    2.3 初始几何缺陷的模拟方法
        2.3.1 随机缺陷模态法
        2.3.2 一致缺陷模态法
    2.4 基于弧长法的稳定极限荷载求解
    2.5 本章小结
第3章 工程概况及全桥模型的建立
    3.1 工程概况
    3.2 有限元基本原理
    3.3 材料的本构模型
        3.3.1 混凝土塑性损伤模型
        3.3.2 混凝土塑性损伤模型的参数设置
        3.3.3 钢筋本构模型
    3.4 支座滑动面接触分析理论
        3.4.1 接触分析的有限元解法
        3.4.2 接触对的设定
        3.4.3 接触面间的相互作用
        3.4.4 接触面单元类型
    3.5 全桥模型的建立
    3.6 本章小结
第4章 连续梁桥桥墩偏位成因分析
    4.1 概述
    4.2 设计作用对桥墩偏位的影响
    4.3 支座滑动面不水平对桥墩偏位的影响
    4.4 主梁长期温度变化对桥墩偏位的影响
        4.4.1 温度荷载的种类和特点
        4.4.2 理想状态下主梁长期温度变化对桥墩偏位的影响
        4.4.3 支座滑动面不水平时主梁长期温度变化对桥墩偏位的影响
    4.5 墩身日照温差对桥墩偏位的影响
    4.6 桥墩偏位的其他影响因素
        4.6.1 初始几何缺陷对桥墩偏位的影响
        4.6.2 墩身刚度对桥墩偏位的影响
        4.6.3 支座摩擦系数对桥墩偏位的影响
    4.7 本章小结
第5章 连续梁桥桥墩偏位后的稳定安全性分析
    5.1 概述
    5.2 偏位后桥墩稳定性分析
        5.2.1 特征值屈曲分析
        5.2.2 非线性屈曲分析
    5.3 偏位后桥墩受力性能分析
    5.4 偏位后桥墩损伤性能分析
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：3729544