施工缺陷對(duì)薄壁橋墩極限承載力影響分析

(重慶交通大學(xué) 重慶 400074)

引言

國(guó)內(nèi)橋梁朝向中西部發(fā)展的同時(shí)，連續(xù)剛構(gòu)橋因?yàn)榭缭侥芰Υ蟆⑹芰侠怼⑹┕し奖愕葍?yōu)點(diǎn)，在橋梁工程當(dāng)中被廣泛使用。為了滿(mǎn)足跨越深溝峽谷的要求，混凝土薄壁高墩越來(lái)越高，甚至出現(xiàn)部分橋梁橋墩高度已經(jīng)超過(guò)了150m。薄壁空心墩大多為柔性高橋墩，相對(duì)比強(qiáng)度問(wèn)題來(lái)說(shuō)，其穩(wěn)定問(wèn)題更為突出，同時(shí)也是控制橋墩構(gòu)造設(shè)計(jì)的主要因素[1]。

一、施工缺陷的主要因素

通過(guò)理論計(jì)算，比較有無(wú)初彎曲，得出了一個(gè)撓度放大系數(shù)，而這種理論結(jié)果于考慮初偏心時(shí)的撓度放大系數(shù)相似，初偏心的影響與初彎曲的影響類(lèi)似，可以只考慮其中一個(gè)缺陷來(lái)模擬兩種缺陷[2]。

因此，本論文從初彎曲的角度來(lái)考慮幾何缺陷，得出幾何缺陷對(duì)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的影響。

二、承受初彎曲后的撓度表達(dá)式

圖1

對(duì)于如圖1所示的坐標(biāo)系建立方程，

我們這里作為近似常常采用邊緣纖維開(kāi)始屈服時(shí)的強(qiáng)度來(lái)代替，既是使σm=fy。

三、算例分析

下面以上端自由，下端固結(jié)為例，計(jì)算橋墩在集中力作用下的臨界荷載，以及加入施工缺陷影響因素后的臨界荷載，并且進(jìn)行對(duì)比。

某空心薄壁墩高55m，橋墩材料為C40混凝土，彈性模量為E=3.25×104MPa，泊松比為v=0.2，集中荷載F=3×108kN,橋墩橫截面外形尺寸為b×c=6.5m×3.5m。順橋向tc=0.60m，橫橋向壁厚t=0.20m，我們?nèi)∈┕と毕轂槎枕斊痞?5cm。

A=bc-(b-2tc)(c-2t)=6.5×3.5-(6.5-2×0.6)×(3.5-2×0.2)=6.32m2

四、結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)假設(shè)初彎曲曲線(xiàn)的方式來(lái)求出了承受施工缺陷下的曲線(xiàn)表達(dá)式，并且局部破壞來(lái)表達(dá)施工缺陷的影響，最終得到了臨界荷載的表達(dá)式，與理想狀態(tài)相比，此時(shí)的臨界荷載明顯降低。

通過(guò)對(duì)于施工缺陷的描述，可以進(jìn)一步使用該理論對(duì)于其他相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行理論推導(dǎo)。

【參考文獻(xiàn)】

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