论文部分内容阅读
随着西部开发的加深,大量高墩大跨桥梁正在建设。本文提出了劲性骨架及钢管混凝土组合柱墩这一新型组合结构用于高墩桥梁。该组合结构结合了劲性骨架混凝土和钢管混凝土的优点,具有承载力高、抗震性能好、简化施工模板等特点,应用于高桥墩可有效减小桥墩截面尺寸,方便高桥墩施工。本文结合工程实例,采用试验和有限元分析相结合的方法,进行劲性骨架及钢管混凝土组合柱墩的受力特性分析和抗震性能研究。主要工作内容和结论如下:结合混凝土三向受压套箍增强的理论研究成果,开展劲性骨架及钢管混凝土组合柱墩受力机理的研究,讨论劲性骨架及钢管混凝土组合柱墩的优缺点。开展了新型组合柱墩承载力计算方法的研究,提出了正截面承载力的计算公式,同时也提出了基于叠加原理的简化实用计算方法。制作不同含钢量的劲性骨架及钢管混凝土组合柱两组6个试件,在压力机上进行轴心受压及偏心受压试验研究,描述了试验受力全过程,通过试验现象和数据分析,探究了劲性骨架及钢管混凝土组合柱的受力破坏机理,进行了荷载与位移关系曲线的分析研究,进行了了试验构件的纵向应变和横向应变曲线的分析研究,开展了外围型钢、内部钢管和核心混凝土的应力重分布规律研究。本文以贵州盘兴高速公路下平川特大桥为背景,进行了桥梁结构选型分析,并建立了劲性骨架及钢管混凝土组合柱墩和普通钢筋混凝土柱墩的有限元对比分析模型,开展了大跨高墩桥梁的结构位移变形、主梁内力分布和承载力等结构静力指标的对比分析研究,进行了新型组合柱墩桥梁考虑初始缺陷的屈曲分析研究,选取多条地震波,进行了新型柱墩桥梁的时程分析研究。抗震分析表明,组合墩对混凝土有明显的约束作用,从而大大延缓了混凝土失效的时间,具有良好的抗震性能,能够达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准设防目标。劲性骨架及钢管混凝土组合柱墩在西部山区具有良好的应用前景。