拉壓桿模型在橋墩系統(tǒng)中的適用性和應用范圍研究.pdf

1、在橋墩系統(tǒng)結(jié)構中，鋼筋混凝土深梁因具有良好的承載性能，使用率較高，已逐步引起橋梁界的廣泛關注。然而與淺梁不同，伯努利平截面假定在深梁結(jié)構設計中并不適用。在對深梁受力機理研究并不明確的情況下，我國目前對深梁構件的設計方法是：對大量實驗結(jié)果進行回歸分析后，以承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)為依據(jù)進行設計。經(jīng)過長期的工程實踐，該方法雖可滿足構件安全性保障的要求，但鋼筋使用量較大，會造成不必要的材料浪費。此外，有限元分析軟件可以考慮到深梁的非線

2、性問題，但該方法經(jīng)費高且計算耗時長，而且目前并不是所有工程師都熟悉有限元設計軟件的使用。與較復雜的非線性分析相比，拉壓桿模型設計法以其明確的受力原理成為一種較被規(guī)范所允許的實用性替代方法，而目前國內(nèi)對于拉壓桿模型方法在實際工程中的適用性并未進行論證說明，也并為給出詳細的設計計算步驟和注意要求。蓋梁與承臺規(guī)范均規(guī)定為受彎深構件，因此，本文對拉壓桿模型的基本理論及其適用性進行論述，并探討其在橋梁墩系統(tǒng)中的應用范圍，開展工作如下：
　　

3、1.闡述深梁的基本理論和目前設計深梁的常用方法，指出中美兩國存在的差異。本文重點介紹了拉壓桿模型的基礎知識，以及該模型在橋墩系統(tǒng)的應用過程。對美國的設計公式中所用的參數(shù)進行調(diào)整，以滿足中國的安全因素和材料標準。
　　2.根據(jù)可用的實際橋梁信息，在橋墩系統(tǒng)中的單柱墩式蓋梁、雙柱墩式蓋梁，以及四樁承臺中建立拉壓桿模型。在建拉壓桿模型前用ABAQUS軟件對構件的混凝土部分進行建模，完成荷載施加、定義邊界條件后運算輸出其應力云圖，以拉應力

4、壓應力分布區(qū)域為基礎建立合理的拉壓桿模型，減少計算量。
　　3.結(jié)合我國材料參數(shù)，按照美國規(guī)范中對蓋梁和承臺的設計計算步驟，對單柱墩式蓋梁、雙柱墩式蓋梁以及四樁式承臺完成拉壓桿模型法配筋設計，繪制出相應的配筋圖，列出鋼筋使用數(shù)量表，計算鋼筋總量。將其計算結(jié)果與中國傳統(tǒng)設計方法所用鋼筋量進行比較分析。
　　4.在ABAQUS有限元分析軟件中，將拉壓桿模型配筋法設計所得的鋼筋籠嵌入相應的蓋梁與承臺混凝土中，建立較完整的鋼筋混凝土