山区桥梁墩柱长度系数计算方法研究

桥墩的计算长度问题是山区高速公路桥梁设计中的难题。文中以某在建的高速公路桥梁为工程实例,分析探讨桥墩长度系数的计算方法,并介绍目前常用的通过欧拉公式推导长度系数的计算方法,再建立有限元模型进行结构屈曲分析,得到桥墩的计算长度系数。分析比较2种方法可知,结构有限元屈曲分析法能够更准确地考虑桥墩的边界条件及横向联系作用,计算精度更高。     

连续刚构桥墩长度系数计算方法

本文根据有限元模型以及由欧拉公式推导出的桥墩长度系数计算公式,来计算连续刚构桥墩的桥墩长度系数,并分析了桥墩长度系数与桥墩墩顶水平抗推刚度及桥墩自身水平抗推刚度之间的关系;对于特殊桥梁还给出简化的计算方法。     

采用单阶柱法分析连续体系梁式桥桥墩的计算长度

针对国内规范对桥墩计算长度系数取值偏小的情况,对连续体系梁式桥柱式桥墩计算长度影响因素进行分析,并提出采用有侧移框架的单阶柱计算桥墩计算长度的方法.该方法将连续体系梁式桥纵向看作框架结构,上部结构视为横梁,并将桩基础和承台等效为单根柱,进而将与主梁铰接和固结的桥墩分别等效为上端自由和上端可移动但不可转动的单阶柱计算桥墩计算长度.以某跨径布置为(88+4×165+88)m的刚构一连续组合梁式桥为例,采用该方法计算其主墩计算长度系数,并与有限元软件MIDAS Civil计算结果进行对比,结果表明:该方法计算结果与有限元软件计算结果较为吻合,且与美国AASHTO规范的规定基本一致,验证了该方法的可靠性.     

梁桥桥墩纵桥向计算长度系数研究

采用静力法建立墩底固结墩顶具有弹性约束的桥墩弯矩平衡微分方程,引入边界条件,得到在竖向临界荷载下桥墩的稳定方程为关于桥墩计算长度系数μ、墩顶纵向约束刚度与桥墩抗推刚度比m、墩顶扭转约束刚度与桥墩线刚度比n的超越方程。编制计算程序求得不同刚度比下桥墩计算长度系数的数值解,制成可供设计使用的计算表格并拟合了简化计算公式。计算结果表明:梁桥设置支座时,桥墩的计算长度系数为1.4～1.9;采用固结墩可以显著降低桥墩的计算长度系数,其最小值接近于1.0。     

广东省标准化梁桥桥墩计算长度系数探讨

桥墩计算长度系数是影响桥梁安全与经济的一个重要设计参数,以广东省标准化图纸设计为工程背景,从结构整体稳定分析入手,并考虑了相邻桥墩及支座对墩顶弹性约束的影响,建立桥墩临界荷载与计算长度系数的关系,分析影响参数的变化规律,利用Midas屈曲分析计算不同跨径、墩高及路基宽度时桥墩的计算长度系数,有关经验可供相关专业人员参考。     

装配式梁桥高墩计算长度系数探讨

随着我国山区高等级公路的发展,为了节约原材料、减小工程造价,装配式桥梁的中、小跨径化已经成为趋势,这势必造成高桥墩应用的增多。计算长度系数是影响桥墩设计计算的一个关键参数,从结构稳定入手,并考虑了相邻桥墩及支座对墩顶弹性约束的影响,建立桥墩临界荷载与计算长度系数的关系。分析影响计算长度系数的一些参数,并探讨它的变化规律,以供此类桥梁设计应用与参考。     

连续梁桥桥墩顺桥向计算长度系数研究

为准确研究连续梁桥桥墩的屈曲失稳问题,本文取三联连续梁桥中的l联,用位移法建立了连续梁桥桥墩失稳通用平衡方程组以求得计算长度系数.该平衡方程组中,不仅考虑了线位移刚度和转角刚度的耦合影响,而且考虑了支座刚度、邻联抗推刚度和全桥地基刚度对计算长度系数的影响;不仅考虑了单墩在轴向力作用下刚度的影响,而且考虑了其余墩在轴向力作用下的整体屈曲反应.同时推导了邻联对桥墩的抗推刚度,给出了地基刚度的计算方法.并通过与有限元分析对比,验证了理论推导解析解的正确性.最后,给出了各因素作用下计算长度系数的对比结果.     

装配式梁桥高墩计算长度系数探讨

随着中国山区高等级公路的发展,为了节约原材料、降低工程造价,装配式桥梁的中、小跨径化已成为趋势,这势必造成高桥墩应用的增多.计算长度系数是影响桥墩设计计算的一个关键参数,笔者从结构稳定入手,并考虑了相邻桥墩及支座对墩顶弹性约束的影响,建立桥墩临界荷载与计算长度系数的关系.分析影响计算长度系数的一些参数,并探讨它的变化规...     

基于MATLAB神经网络确定梁式桥桥墩计算长度系数

桥墩计算长度系数与其墩高、墩身截面尺寸以及边界条件等均相关,该值的确定在工程界一直未能得到妥善解决。基于MATLAB径向基神经网络原理,首先通过有限元与欧拉公式计算采集训练数据样本,进而利用MATLAB对数据进行训练创建径向基神经网络;然后通过随机选取若干组测试数据,对比分析有限元与欧拉公式、径向基网络拟合以及线性拟合3种方法下的计算长度系数。对比结果显示,基于MATLAB径向基神经网络拟合所得的墩柱计算长度系数,与有限元结合欧拉公式所得结果吻合良好,同时具备快捷方便的特点,可以在今后的工程设计中加以应用。     

墩顶为弹性支承的桥墩压杆的计算长度

在桥梁下部结构的截面验算及稳定性计算时,桥墩作为压弯构件计算,其中一项重要的工作就是确定压杆的计算长度。着重介绍墩顶为弹性支承桥墩压杆计算长度的计算公式推导,并列出了计算长度系数的查算表,在实际设计工作中对这种类型的桥墩可以通过查表快速确定压杆计算长度,可以用于提高桥墩计算压杆的精确性和计算速度。     

柔性桥墩计算长度的简化计算研究

通过对刚性基础等截面柔性桥墩墩顶边界条件的分析,建立了桥墩压杆挠曲线近似微分方程,拟合出柔性桥墩计算长度简化公式。经过有限元程序分析验证,简化公式得到的计算结果精度能满足工程需要,并对工程中常用的三孔连续梁桥墩计算长度提供了实用公式,为今后柔性桥墩设计工作提供方便。     

超高墩大跨连续刚构整幅双主墩计算长度系数的取值研究

计算长度是受压构件承载力计算的一个重要参数。但对于规范采用的简化设计方法,构件是单独进行分析的,脱离了原来整体结构环境的约束,不能满足桥墩计算的实际需要。瓦厂特大桥主桥采用整幅双主墩,通过设置横撑将左、右幅连成一体,整体刚度较大,通过建立空间有限元压杆模型得出构件临界荷载,由欧拉公式反推桥墩计算长度系数,从而得到更接近工程实际情况的数值,对同类桥梁具有一定的指导意义。     

大跨连续刚构桥高墩有效计算长度研究

为研究大跨连续刚构桥的双肢薄壁高墩有效计算长度,以某三跨预应力混凝土连续刚构桥为工程背景,利用ANSYS建立其初始空间三维有限元模型,通过结构整体稳定分析得到构件临界荷载,再由欧拉公式反推桥墩有效计算长度。根据全桥失稳模态分析结果提出了双肢墩有效计算长度简化模型,据此对悬臂施工大跨度连续刚构桥的高墩有效计算长度进行了系统性研究。结果表明,施工和成桥阶段的高墩横桥向有效计算长度系数均可取值2.0;高墩纵桥向有效长度系数可根据本文提出的建议值查表插值取用。     

基于能量法的成桥阶段高墩计算长度系数分析

高墩在成桥阶段墩顶边界条件介于铰接和固结之间,其计算长度系数往往难以取定。现通过构造成桥阶段高墩的形函数,利用能量法求解刚性地基高桥墩成桥阶段的失稳力临界力,又通过欧拉公式求得其计算长度系数,并结合算例采用有限方法和能量法进行计算,对比分析两者计算结果。结果表明:在计算高墩计算长度时,需计入墩顶非理想边界的影响。此外,所推能量法公式计算结果同有限元程序接近,具有较高精度,可供设计参考使用。     

桩柱式桥墩顺桥向计算长度系数的研究

受压构件的边界条件直接影响其承载能力,目前桥梁设计规范中仅考虑了理想边界条件下的桥墩计算长度,并不能完全满足实际工程设计要求。基于此,笔者提出了桩柱式桥墩的简化计算方法。首先,采用底部固结且顶端位移及转角与桩顶相等的柱来模拟桩基,采用施加于墩顶的水平与抗弯弹簧来模拟上部结构及支座对桥墩的约束,并用静力法得到简化模型的稳定方程,解此方程得到桥墩的计算长度;然后,以某工程实例为背景,分别采用有限元软件及简化方法计算得到桥墩顺桥向计算长度,两者误差在5%以内,证明了该文的简化方法结果可靠。最后,研究了地基土性质及抗推桥墩数量对桥墩计算长度的影响。     

桩柱式高桥墩桩基稳定性分析

基于桩柱式高桥墩桩基与一般桩基的差异,以及高桥墩桩基中桩、柱和土体共同工作的原理,建立了将桩和柱视为一个整体的分析计算模型。假设桩侧摩阻力随土层变化均匀分布,并假定桩侧土体地基反力系数随深度线性增加,由能量法得到了考虑高桥墩桩基中桩、柱材料和几何特性差异的桩土体系总势能,利用势能驻值原理导出相应的屈曲临界荷载和稳定计算长度。计算结果表明,通过改善土体性质,可提高桩柱式高桥墩桩基的稳定性能,但在柱桩刚度比较大,埋深较小时,其效果是有限的;高桥墩桩基的无量纲稳定计算长度随桩埋深的增加而增大;桩柱式高桥墩桩基可能存在一最优的柱桩刚度比,此时柱、桩、土三者共同作用体系最为协调。经与有限元数值分析结果比较发现,两者吻合很好。     

简支梁桥的高墩计算长度分析

高墩简支梁桥的计算长度问题在工程界一直没有定论。本文从高墩稳定的角度出发,运用有限元软件以及压杆的欧拉临界公式,推导出桥墩的计算长度,据此可以更加准确的进行高墩的承载力和稳定性设计。     

包茂高速公路粤境段预制梁桥非标桥墩结构形式比选

包茂高速公路粤境段A1设计合同段位于云开山的东南端,相对高差较大,为典型的山区高速公路.结合我省高速公路设计标准化研究成果,桥梁上部普遍采用预制结构,下部根据墩高选择不同的结构形式.通过有限元模型,利用压杆弹性稳定理论,得出桥墩在各边界条件下的计算长度及偏心矩增大系数.在此基础上,针对35～ 45m墩高范围普遍采用的板式桥墩及双柱式桥墩,分析其施工及使用阶段最不利荷载工况,进行结构形式比选,优化结构设计.     

长柱偏心距增大系数及有侧移时的计算长度确定

现行桥梁规范中长柱偏心距增大系数及其计算长度的规定较为单一,文中采用有限元程序,考虑结构的双重非线性,通过数值模拟计算了常规约束下独立长柱的偏心距增大系数及柱发生侧移后的计算长度,并分别将偏心距增大系数的有限元解与现行桥梁规范简化公式解比较,将计算长度的有限元解与欧美规范、所推公式的计算结果比较。结果表明:偏心距增大系数的有限元解均小于桥规的规范解,一端固结一端铰接与两端固结的长柱发生侧移后计算长度有增大趋势,分别大于常规约束下构件的0.7L和0.5L。长柱发生侧移后计算长度与美国桥梁规范、欧洲规范及所推公式计算结果相近,与美国建筑规范相差较大。所推公式对于有侧移长柱的计算长度有一定的适用性。     

罕遇地震作用下高速铁路桥墩动力响应分析

建立了列车荷载作用下高速铁路桥墩模型,将桥墩纳入高速铁路简支梁桥全桥体系中进行动力分析.采用弯矩-曲率关系计算程序以及有限元软件,对高速铁路桥墩进行弹塑性分析计算,分别计算了罕遇地震作用下不同车速和不同地震作用组合等工况下的桥梁的弹塑性地震响应。计算结果表明,随着车速的增加,桥梁的地震响应呈上升趋势,结构位移较大;罕遇地震作用下高铁桥梁墩底进入弹塑性状态,给出塑性铰长度数值计算结果,并与AASHTO规范对比验证。