本文選題：柱式墩　切入點：計算長度系數(shù)　出處：《長安大學》2015年碩士論文

【摘要】：隨著我國公路建設模式的轉(zhuǎn)變,BT或PPP項目愈來愈多,而成本控制便成為高速公路建設方重點考慮的問題。特別對于山區(qū)高速公路,裝配式橋梁成為縮短工期、節(jié)省投資的首選,那么柱式墩便隨之應用。關于常規(guī)跨徑下柱式墩的計算長度系數(shù)、合理尺寸及配筋成為當下山區(qū)高速設計的關鍵問題。本文以某山區(qū)高速公路裝配式橋梁為依托工程,利用能量法及有限元方法對25m~40m高墩進行了計算長度系數(shù)和截面合理尺寸及配筋研究,取得的主要研究成果如下:利用能量法推導了柱式墩一階失穩(wěn)臨界力的計算式,通過歐拉公式換算即可得到其計算長度系數(shù)。其邊界條件包括裸墩與兩端彈性約束的柱式墩,與04規(guī)范中理想邊界約束條件下計算長度相比較,本文得到的計算公式能夠滿足工程要求。利用有限元程序?qū)?5m~40m高墩在給定地質(zhì)條件下的計算長度系數(shù)進行了系統(tǒng)分析,通過大量計算分別給出了裸墩階段、蓋梁連接階段、施工架梁階段及成橋階段四種工況下的計算結果。從分布規(guī)律可知:在分析橋墩的計算長度時,可不考慮鋼筋對截面剛度的修正;各個橋墩在施工狀態(tài)計算長度最大、墩梁非固結的成橋狀態(tài)次之、墩梁固結的成橋狀態(tài)最小,這說明邊界條件對高墩的影響較大。偏安全地考慮計算長度系數(shù)對設計的影響,實際應用時建議取表4-4-7中的較大值。利用有限元程序?qū)δ成絽^(qū)高速特定地質(zhì)條件下25m~40m高墩施工階段及成橋狀態(tài)鋼筋應力、裂縫寬度及強度進行了分析。在給定的地質(zhì)條件下,成橋狀態(tài)各個橋墩強度及裂縫驗算均能滿足規(guī)范要求,且有一定的安全儲備。施工階段為控制階段,考慮兩種施工工況進行分析。由計算結果得到建議值:25m高墩,墩徑為1.8m,配筋為42φ28;35m高墩,墩徑為2.0m,配筋為42φ32;40m高墩,墩徑為2.2m,配筋為52φ32。本文的研究結果可為山區(qū)橋梁柱式墩的設計提高參考。
[Abstract]:With the change of highway construction mode in our country, there are more and more BT or PPP projects, and cost control has become the focus of highway construction.Especially for mountain highway, the prefabricated bridge becomes the first choice to shorten the time limit and save investment, then the column pier will be applied.The calculation length coefficient, reasonable size and reinforcement of the column piers with conventional span are the key problems in the high speed design of mountainous area at present.In this paper, based on the prefabricated bridge of a mountain highway, the calculation length coefficient, the reasonable size of section and the reinforcement of 25m~40m high pier are studied by energy method and finite element method.The main research results are as follows: by using the energy method, the formula for calculating the critical force of the first order instability of the column pier is derived, and the calculated length coefficient can be obtained by the conversion of the Euler formula.The boundary conditions include bare piers and cylindrical piers with elastic constraints at both ends. Compared with the calculated length under the ideal boundary constraint conditions in Code 04, the formulas obtained in this paper can meet the engineering requirements.The calculated length coefficients of 25m~40m high piers under given geological conditions are systematically analyzed by using finite element program. Through a large number of calculations, the stage of bare pier and the connecting stage of cover beam are given respectively.The results of calculation under four working conditions in the stage of construction beam erection and the stage of bridge completion.From the distribution law, we can know that in analyzing the calculated length of the pier, we can not consider the modification of the section stiffness of the steel bar, the calculated length of each pier is the largest in the construction state, the second is the unconsolidated state of the pier beam, and the least is the consolidation state of the pier beam.This indicates that the boundary condition has a great influence on the high pier.Considering the influence of calculating the length coefficient on the design, it is suggested that the larger values in Table 4-4-7 be taken into account in practical application.The stress, crack width and strength of steel bar in the construction stage of 25m~40m high pier and the state of bridge are analyzed by using finite element program under high speed and special geological conditions in a mountain area.Under the given geological conditions, the strength and crack checking of each pier in the state of the bridge can meet the requirements of the code, and there is a certain safety reserve.The construction stage is the control stage, two construction conditions are considered for analysis.According to the calculated results, the suggested value is: 25 m high pier, 1.8 m diameter, 42 蠁 2835 m high pier, 2.0 m diameter, 42 蠁 32 ~ 40 m high pier, 2.2 m diameter and 52 蠁 32 m high pier.The results of this paper can be used as a reference for the design of bridge column pier in mountainous area.
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U443.22

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本文編號：1704348