花瓶式双柱钢管混凝土桥墩稳定性与极限承载力分析

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现于今科研人员大多采用数值模拟分析的方法研究钢管混凝土结构。本文采用大型有限元分析软件ANSYS,以某花瓶式双柱钢管混凝土高架桥墩为背景,进行了弹塑性分析。依据模拟分析得到的极限承载力数据,为桥梁设计提供参考依据。最后对花瓶式双柱钢管混凝土桥墩的极限承载力进行参数分析,考虑了钢管的强度等级、核心混凝土的强度等级、钢管的壁厚、钢管混凝土柱的长径比及自重5种因素的影响。本文主要工作及结论如下:  (1)简要介绍了钢管混凝土柱稳定性基本理论及国内外研究成果,对数值模拟中涉及的若干关键技术进行了详细讨论。  (2)建立了花瓶式双柱钢管混凝土桥墩的有限元模型,采用三向受压状态的本构模型对混凝土进行模拟,并且考虑了初始缺陷的作用。  (3)对钢管的强度等级、核心混凝土的强度等级、钢管的壁厚、钢管混凝土柱的长径比及自重进行了参数分析,并对不同工况下的桥墩极限承载力进行对比,得到如下结论:随钢材的强度等级的提高,桥墩的极限承载力相应增大;随混凝土的强度等级的提高,桥墩的极限承载力显著增大;增加钢管的厚度能大幅度的提升钢管混凝土柱的承载能力;结构长径比增大时,承载能力显著下降;自重对于钢管混凝土桥墩极限承载力的计算结果影响较大,不能忽略。
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