薄壁花瓶墩柱的應(yīng)用研究

1、薄壁花瓶墩柱的應(yīng)用研究薄壁花瓶墩柱的應(yīng)用研究謝寶來【摘要】本文重點(diǎn)討論了花瓶式薄壁墩柱的外形設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法，外形設(shè)計(jì)使墩柱能適合任何箱梁斷面，并給出了外形的曲線方程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分別以牛腿和深梁的計(jì)算模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并編制了牛腿和深梁的計(jì)算程序，以來提高工作效率，最后用ANSYS大型有限元分析軟件進(jìn)行分析復(fù)核計(jì)算?！娟P(guān)鍵詞關(guān)鍵詞】墩柱牛腿深梁ANSYS有限元一、一、工程概況工程概況東南半環(huán)高架橋南起津塘公路南側(cè)700米，北至程林

2、莊路北400米，全長(zhǎng)5.2km，其中橋梁全長(zhǎng)5km，面積：178000余平米。全線墩柱共400來個(gè)，大部分均為花瓶式薄壁墩柱。二、二、外形設(shè)計(jì)外形設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)階段，對(duì)墩柱藝術(shù)造型進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)滿足墩柱受力要求、考慮藝術(shù)效果、方便施工等原則，優(yōu)化設(shè)計(jì)出了花瓶式薄壁墩，見圖（一）?；ㄆ渴奖”诙罩膱A滑曲線給人以美感，墩柱兩側(cè)曲線同上部箱梁的斜腹板自然銜接，渾然一體，見圖（三）?；ㄆ渴奖”诙罩Ч麍D圖（一）為了便于表示，把16.5米橋?qū)?/p>

3、的墩柱計(jì)為A型墩柱，把13米橋?qū)挼亩罩?jì)為B型由上面推導(dǎo)結(jié)果可以看出，R為h，L和a的函數(shù)，L減a為墩柱的懸臂，也可以說R為墩帽高（h）和墩柱懸臂（L減a）的函數(shù)；根據(jù)此函數(shù)，可以設(shè)計(jì)出適合任何箱梁的墩帽，為了滿足墩柱美學(xué)要求，箱梁底寬要大于或等于墩帽長(zhǎng)度L，當(dāng)然取等于時(shí)為最佳效果，這時(shí)，可以由箱梁斷面得到墩帽長(zhǎng)度L，墩柱寬度a由橋?qū)挍Q定，一般經(jīng)驗(yàn)為橋?qū)挼淖笥?，墩帽高度h也很好確定，一般經(jīng)驗(yàn)大小為墩柱寬度a加0.5米，由此，決定R的51

4、三個(gè)參數(shù)大小確定了，R的值也就確定了。（2）抹角設(shè)計(jì)）抹角設(shè)計(jì)為了滿足美學(xué)要求，墩柱做抹角處理。墩身抹角c為30厘米，墩帽頂抹角c為5厘米，墩帽抹角在h0.15范圍內(nèi)，抹角c線性由30厘米變到5厘米。墩柱高X處的抹角方程為：(0≤X≤H)當(dāng)0≤X≤Hhc=30cm當(dāng)Hh≤X≤H0.15c=cm??515.015.025????hXH當(dāng)H0.15≤X≤Hc=5cm花瓶式薄壁墩柱外形圖(單位:厘米)圖（三）（3）摳槽設(shè)計(jì)）摳槽設(shè)計(jì)為了滿足美