桩基础梁桥柔性墩水平力分配研究

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使用柔性墩可以减轻温度影响力及混凝土收缩、徐变力引起的次内力,减少圬工数量,降低桥梁造价,同时还可以减少墩台阻水面积,减轻墩台冲刷,提高桥孔通航和排水能力,以及使桥型更加美观等优点,故在公路和市政道路桥梁中柔性墩被广泛的采用。但是柔性墩台水平力分配计算很繁琐,特别是在一联桥梁孔数较多的情况下,柔性墩的水平力是很难通过手算准确计算出来。目前,墩台的基桩与土之间的相互作用关系很难精确模拟,从而导致柔性墩台水平力的分配不准确,无法对墩台进行准确的受力计算和结构设计。本文基于柔性墩水平力分配计算的传统方法——集成刚度法,对柔性墩下基桩和土之间的相互作用关系进行深入分析,建立了基桩与土的集成刚度模型,并在此基础上开发了一款计算柔性墩水平力的软件。主要的研究工作如下:(1)根据已有的资料文献,桥梁柔性墩水平力分配计算过程复杂,计算结果不够准确,本文提出了的新的研究方法和技术路线;(2)运用集成刚度法的原理,对桩与土之间的关系进行假设和分析。基桩和它周围的土共同构成了一个有机整体,它们一起承受水平推力,对于它们的性质,有下面的假设:桩、桩侧土都被视为弹性体,用弹簧来进行模拟。通过弹簧模拟得出了基桩与土相互关系的数学计算模型,基于这些模型,建立了桩与土之间的数学关系式;(3)在桩与土数学模型的基础上,结合VisualBasie软件的编程功能,本文开发了一款计算柔性墩水平力分配计算软件,本软件适用于有支座的简支梁桥和连续桥梁,适用的柔性墩形式有薄壁式、柱式、空心式、实体式等。本程序对可能出现的部分情况作了处理,把连接墩作简化处理,只考虑一联内柔性墩水平力计算;将固定支座的刚度视为无穷大;由于年温变化及混凝土收缩、徐变是个缓慢连续的过程,将墩台身的抗推刚度进行折减;将变截面圆柱或空心圆柱墩台简化为矩形截面墩台;最后结合工程实例,对手算和电算得出的水平力分配结果进行对比,得知该软件的计算结果比较理想,有一定的工程实用价值。
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