独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性研究

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本文以实际工程为背景。通过有限元软件分别建立不同曲率半径、支座布置、跨径布置下曲线梁桥的梁格模型,并进行参数分析得出不同影响因素对曲线梁桥抗倾覆稳定性的影响规律。针对独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性做了以下研究工作:
  (1)基于弹性力学理论,建立曲线梁微段的平衡方程、几何方程、物理方程,分析曲线梁桥“弯扭耦合”的受力特性,阐述稳定性相关理论。
  (2)通过MidasCivil建立实桥有限元梁格模型,对其进行参数化分析;得出不同参数对独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性的影响规律,即在曲率半径增大过程中,抗倾覆稳定系数呈先减小后增大趋势;在桥梁跨径增大过程中,抗倾覆稳定系数呈增大趋势;在桥梁联端支座间距增大过程中,抗倾覆稳定系数呈增大趋势。
  (3)根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中给出的曲线梁桥抗倾覆稳定系数公式为基准,对其进行二次推导,得出抗倾覆稳定性函数表达式。
  (5)研究正常使用极限状态和承载能力极限状态下的车辆过桥单车容许极限荷载值;分析两种不同状态下曲率半径对曲线梁桥车辆过桥单车容许极限荷载的影响。
  (6)提出在桥梁设计阶段,采用“鲁棒性”“强化延性”概念的设计方式;总结曲线梁桥抗倾覆的加固措施,并对比独柱墩曲线梁桥在加固前后的抗倾覆稳定性能,验证加固措施的有效性。
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