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《湖南大学》 2005年
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高墩大跨刚构桥桥墩静力非线性与稳定性研究

刘进  
【摘要】:本文以贵阳小关大跨高墩连续刚构特大桥为工程背景,应用几何非线性有限元法,并考虑桩—土—结构的相互作用,对该桥桥墩在使用荷载作用下的非线性内力进行了分析,并分析了桥墩在浇筑过程中最大悬臂施工状态的结构稳定性,其作用荷载是风荷载和最不利施工荷载。具体内容如下: 1.采用空间梁单元将大跨连续刚构桥的桥墩进行有限元离散,建立了大跨连续刚构桥的桥墩静力非线性分析的空间杆系计算模型。 2.探讨了实用的桥梁结构分析的几何非线性分析方法及其相应公式。综合有关文献,本文采用U.L列式(即所谓更新的拉格朗日法)推导空间梁单元的刚度矩阵,用拖动坐标法考虑大变形效应引起的非线性,用几何刚度矩阵修正弹性刚度矩阵的方法计入弯矩—轴力耦合效应引起的非线性。 3.文中考虑了竖向力对群桩刚度的影响以及桩基承台水平位移与弯曲、扭转位移的耦合作用。对于群桩基础,采用具有六个自由度的出口刚度矩阵,以表示其对于桥墩的影响。 4.编制了考虑桩—土—结构相互作用的空间结构几何非线性分析程序,其中包括结构总刚度矩阵的形成,结构总荷载列载的形成,求解器和数据的输出等几大模块。 5. 以能量法为工具,在考虑地基非刚性的前提下,对桥墩的稳定性作了的研究,推导出具体的计算公式。 6.用上述的程序和公式对贵阳市小关特大桥桥墩作静力非线性和稳定性进行了计算,得出了一些相关的结论,可供该类桥的设计与施工参考;同时对桥墩稳定性的各个影响因素进行定量分析,得出了一些有益的结论。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U441

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