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《獨(dú)柱墩曲線橋梁抗傾覆穩(wěn)定性分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、獨(dú)柱墩曲線橋梁抗傾覆穩(wěn)定性分析第1章緒論1.1研究背景隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展和城市交通量的日益增加。為了方便車輛和行人通行，一些適應(yīng)道路線形變化的曲線橋梁越來越多的被設(shè)計(jì)和建造。曲線橋梁[1]最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠很好地適應(yīng)周圍地形的限制，并且本身曲線結(jié)構(gòu)的線條平順、流暢，能夠給人們帶來美的感受。城市化進(jìn)程的快速進(jìn)行使得曲線橋梁被越來越多的建造，尤其在高速公路和城市公路的互通式立交橋設(shè)計(jì)時(shí)，曲線橋梁更是得到了廣泛的應(yīng)用。曲線橋梁作為實(shí)現(xiàn)交通匯流和分流的一種重要結(jié)構(gòu)，已經(jīng)成為現(xiàn)代城市交通工程中一種重要橋
2、型。獨(dú)柱墩曲線橋梁作為曲線橋梁中的一種重要橋型，通常被建造在高速公路或城市互通式立交橋交叉口的匝道位置，由于橋下空間較小并且橋梁寬度較窄，因此設(shè)計(jì)者通常將這些匝道橋設(shè)計(jì)成獨(dú)柱墩支撐形式。這種獨(dú)柱墩曲線橋梁由于占地面積小、并且能夠很方便的將各個(gè)方向的交通聯(lián)結(jié)起來，因此被廣泛建造。在城市化建設(shè)中，作為連接立交橋的獨(dú)柱墩匝道橋，由于能夠很好的避開橋址周圍大量的市政設(shè)施及公用設(shè)施，因而近年來被大量修建。獨(dú)柱墩匝道橋梁為了減少橋下占地面積，使橋形看起來更加美觀，橋梁下部結(jié)構(gòu)往往選擇在橋臺處設(shè)置抗扭雙支座，
3、而在跨中處采用獨(dú)柱墩的支撐方式。橋梁設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)通常將重點(diǎn)放在橋梁的縱向受力性能分析上，而忽視了橋梁橫向抗傾覆穩(wěn)定性分析，并且由于曲線橋梁彎扭耦合現(xiàn)象的存在，會使得橋臺的內(nèi)外側(cè)支座的支座反力分布不均勻，在車輛偏載作用下易引發(fā)橋臺內(nèi)側(cè)支座脫空的現(xiàn)象。尤其獨(dú)柱墩橋梁本身自重較小，中墩采用獨(dú)柱墩支撐形式，因此其抗傾覆能力較差，容易發(fā)生橋梁傾覆事故。獨(dú)柱墩橋梁的抗傾覆穩(wěn)定性研究工作一直沒有被重視，直到近年來國內(nèi)發(fā)生了多起獨(dú)柱墩橋梁傾覆事故，人們才意識到關(guān)于橋梁抗傾覆穩(wěn)定性研究工作的重要性。......
4、..1.2國內(nèi)外關(guān)于橋梁抗傾覆穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀橋梁失穩(wěn)傾覆事故的發(fā)生使得橋梁抗傾覆穩(wěn)定性的研究工作越來越被人們所重視。國內(nèi)外關(guān)于橋梁抗傾覆穩(wěn)定性的研究主要在理論方法，相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法和有限元法這三個(gè)方面。國外方面數(shù)學(xué)家歐拉早在1744年就提出了壓桿穩(wěn)定理論公式，在他出版的變分法專著中得到了細(xì)長壓桿失穩(wěn)后彈性曲線的精確描述和壓曲載荷的計(jì)算公式?；鶢柣舴蛟?859年提出了大變形計(jì)算方法。1885年彭加瑞通過推導(dǎo)和計(jì)算明確了穩(wěn)定分支點(diǎn)的概念。1910年鐵木辛哥導(dǎo)出了均勻受壓兩端鉸支圓弧拱的屈曲臨界荷載公式
5、[2]。Lavelle.F.H,Boick.J.S[3]早在1965年就提出了應(yīng)用梁格法來分析曲線梁橋，最初梁格法是用來對工字型曲線梁在豎向荷載作用下進(jìn)行受力分析的，后來逐漸應(yīng)用于各種橋型和結(jié)構(gòu)的受力分析中。梁格法的原理是用一個(gè)等效梁格來模擬橋梁上部結(jié)構(gòu)，將橋梁上部結(jié)構(gòu)中一段區(qū)域內(nèi)的所有扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度都集中在與這段結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的等效梁格內(nèi)，梁格法適用于對曲線梁橋進(jìn)行受力分析。國內(nèi)方面李國豪[4]在書中對橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論作了詳細(xì)的介紹。他將橋墩結(jié)構(gòu)模擬成一個(gè)截面面積不變的壓桿結(jié)構(gòu)，從而得到了中心
6、受壓桿件的彈性和彈塑性穩(wěn)定原理。該原理是用壓桿來模擬橋墩，當(dāng)壓桿所受壓力小于臨界力時(shí)，壓桿沒有彎曲，當(dāng)壓桿所受壓力達(dá)到臨界力時(shí)，壓桿開始失穩(wěn)，此時(shí)的失穩(wěn)狀態(tài)稱為第一類失穩(wěn)，此時(shí)的壓力稱為屈曲力，該計(jì)算方法使橋墩的穩(wěn)定性分析有了理論基礎(chǔ)。高偉[5]等人分析了在偏載作用下，橡膠支座上的簡支梁橫向傾覆穩(wěn)定性。并討論了支座變形對簡支梁穩(wěn)定性的影響規(guī)律，總結(jié)出了梁體橫向穩(wěn)定性的計(jì)算方法。該方法主要考慮了橡膠支座變形的影響，使得梁體的穩(wěn)定性分析更接近真實(shí)情況。.........第2章獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆穩(wěn)定性分
7、析2.1國內(nèi)規(guī)范對于橋梁抗傾覆穩(wěn)定性的規(guī)定過去關(guān)于直線和曲線橋梁的抗傾覆穩(wěn)定性相關(guān)規(guī)定較少。在《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2004)中只規(guī)定了橋梁支座禁止出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，但并未對抗傾覆的計(jì)算方法進(jìn)行詳細(xì)說明。直到近年來的《》(JTGD62-2012)討論稿才對橋梁上部結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性進(jìn)行說明，并闡述了相關(guān)計(jì)算方法。該規(guī)范規(guī)定采用整體式斷面的中小跨徑橋梁應(yīng)進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的抗傾覆驗(yàn)算，上部結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)滿足下式要求：公路橋涵規(guī)定抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)要大于2.5，而鐵路橋涵規(guī)定抗傾覆穩(wěn)定系
8、數(shù)只需要大于1.3，兩者之間存在差異主要是因?yàn)殍F路車道少，寬度小，且車道位置大多靠近橋梁中心線，不容易發(fā)生嚴(yán)重的車輛偏載作用。并且鐵路橋梁自重較大的特點(diǎn)也使得橋梁的抗傾覆穩(wěn)定性較強(qiáng)。公路橋梁由于橋梁寬度大、汽車偏載載概率大，不確定性大，這些都不利于橋梁的抗傾覆性。因此公路橋梁的抗傾覆系數(shù)應(yīng)當(dāng)大于鐵路。.......2.2獨(dú)柱墩直線橋梁抗傾覆穩(wěn)定性分析本文以長春市南部快速路上一段鋼-混組合梁匝道橋中的直線部分為依托，該獨(dú)柱墩匝道橋的跨徑布置為三跨連續(xù)梁，橋梁中心線長為60米，每跨中心線長度為20米
