山區(qū)高墩墩頂水平位移及墩型比選研究.pdf

1、隨著我國山區(qū)高速公路建設(shè)的不斷發(fā)展,橋墩型式選擇呈多樣化趨勢(shì),如實(shí)心墩、薄壁墩、變截面墩等等。在實(shí)際工程中,其力學(xué)指標(biāo)(主要如代表高墩剛度的墩頂水平位移)成為選擇墩型的首選考慮因素,同時(shí)還應(yīng)兼顧材料用量,施工難度,美觀程度等。墩型比選未見相關(guān)研究;且在進(jìn)行比選時(shí)墩頂水平位移這一因素現(xiàn)有的成果僅就單一因素下的墩頂位移展開研究,未形成系統(tǒng),這是本文研究的出發(fā)點(diǎn)。本文通過大量的調(diào)研收集到現(xiàn)有的18種墩型,對(duì)不同高度區(qū)間不同墩型的墩頂位移及綜合

2、比選方法展開研究,主要研究成果如下:
　　將力學(xué)指標(biāo)量化到墩頂水平位移上,利用勢(shì)能駐值原理推導(dǎo)出無墩頂約束條件下墩頂位移的計(jì)算公式,選擇出各墩型合理的形函數(shù)及合適的力學(xué)模型。找出了薄壁墩、變截面矩形墩、獨(dú)柱實(shí)心墩、雙柱實(shí)心墩的不同截面尺寸的合理形函數(shù),將不同截面尺寸墩頂水平位移a(mm)的計(jì)算值與有限元法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,各墩型中最大誤差為9.904％以內(nèi),由此可見,本文選取的形函數(shù)較準(zhǔn)確。
　　本文主要對(duì)山區(qū)高速公路墩型選

3、擇情況調(diào)研并加以總結(jié),得到不同高度區(qū)間內(nèi)常用的墩型,在此調(diào)研結(jié)論的基礎(chǔ)上,通過力學(xué)指標(biāo)、用量、施工方法、美觀四個(gè)因素選擇最優(yōu)墩型,利用AHP法確定了選擇橋墩截面型式時(shí)各因素權(quán)向量A={力學(xué)指標(biāo),材料量,施工方法,美觀}={0.43,0.31,0.22,0.04}。通過綜合排名,墩型比選結(jié)論有:當(dāng)墩高在20m以內(nèi)時(shí),獨(dú)柱墩與雙柱墩較薄壁墩優(yōu)勢(shì)明顯。墩高30m時(shí),獨(dú)柱墩,雙柱墩,變截面矩形墩較其他墩型優(yōu)勢(shì)明顯;墩高40m時(shí),首選D240、D

4、260的獨(dú)柱墩;墩高50m時(shí),優(yōu)選為變截面矩形墩三種截面型式和D260獨(dú)柱墩;墩高60m時(shí),優(yōu)選為180、220、260、300cm×200cm、200、240、280cm×200cm的變截面矩形墩;墩高70m時(shí),300×600cm壁厚50cm的薄壁墩較其他截面薄壁墩優(yōu)勢(shì)明顯;墩高80m時(shí),350×600cm壁厚50cm薄壁墩優(yōu)勢(shì)明顯;墩高90m-100m時(shí)可采用400×650cm壁厚60cm的薄壁墩或比其截面尺寸大的薄壁墩。本文研究成