初始缺陷对钢管混凝土混合柱高墩极限承载力的影响研究

施工误差、材料性能不均匀等因素必然导致钢管混凝土混合柱高墩存在一定的初始缺陷。文中以四川干海子特大桥为工程背景，运用一致缺陷和改进随机缺陷理论，考虑材料非线性、几何非线性，对钢管混凝土混合柱高墩进行极限承载力分析，得到其极限承载力特征参数，进而研究初始缺陷对钢管混凝土混合柱高墩极限承载力的影响，并采用随机有限元法对初始材料缺陷进行极限承载力敏感性分析。结果表明，钢管混凝土混合柱高墩属于缺陷敏感结构，对于干海子特大桥110 m钢管混凝土混合柱桥墩，初始缺陷限值按现有规范取值风险较大，其初始缺陷限值建议取墩高的1/2 000;与一致缺陷模态法相比，结构初始缺陷值控制在较小范围内时，采用随机缺陷模态法计算所得钢管混凝土混合柱高墩的极限承载力偏小；沿墩高方向缺陷对结构极限承载力的灵敏度变化较大，呈现下部结构大于上部结构、两端大于中间的规律；干海子特大桥110 m钢管混凝土混合柱桥墩对顺桥向缺陷最敏感；钢管混凝土混合柱高墩材料缺陷对极限承载力的敏感性从大到小依次为纵向连接杆件外径、纵向连接杆件钢管壁厚、核心混凝土弹性模量、柱肢杆件外径、核心混凝土密度、钢材密度、柱肢杆件钢管壁厚。