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丁印成等：花瓶墩墩顶受力特性分析 花瓶墩墩顶受力特性分析 丁印成 ，张茜茜 ，王彤凝 (1．哈尔滨市市政r-程设计院。 哈尔滨 150020；2．东北林业大学机电学院， 哈尔滨 150040) 【摘 要】通过对花瓶墩墩顶部位的受力特点进行分析，研究 “撑杆一系杆”体系、“牛腿”模型以及弹性应 力配筋法对花瓶墩结构计算的适应性 ，准确理解花瓶墩的受力特点，再运用结构有限元分析的方法进行数值模 拟，运用弹性应力配筋法进行配筋设计。 【关键词】 弹性应力配筋法；撑杆一系杆；有限元分析；桥梁 【中图分类号】 TU375 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001-6864(2014)05-0097—04 0 引言 2．5m，详细尺寸见图1。 由于花瓶墩墩顶部位的结构复杂，受力模式与已 有成熟的结构计算模型不同。在工程设计过程中，技 术人员需要对花瓶墩墩顶局部的受力特性进行准确 的理解和把握。结合花瓶墩墩顶的受力特点，可以参 照J，I’GD62—2004(公路钢筋混凝土及预应力混凝土 桥梁设计规范》中第 8．5．3节 “撑杆 一系杆”体系的计 算模型进行计算，亦可以参照 GB50010—2010(混凝 土结构设计规范》中第9．3．10节 “牛腿”的计算模型 图1桥墩横桥向一般构造图 (单位：cm) 进行计算。然而，上述两个计算模型都会有一个特定 的适用范围，花瓶墩的构造特点又不完全与以上两种 花瓶墩墩顶6．0m范围结构为非杆件体系钢筋混 计算模型完全相同，计算模型做了一定的简化，计算 凝土构件。结构受力特征与倒置的承台、牛腿的受力 结果也有一定的偏差，结论仅可作为参考使用。 特征相类似，并在垫石下具有局部承压的受力特征。 结构有限元数值计算方法 已非常完善，强大的非 2 计算方法简介 线性功能和计算机软硬件条件的不断发展，可以方便 2．1 撑杆 一系杆体系 地对复杂非杆件结构的复杂边界条件、复杂荷载条件 JTGD62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝 等计算条件进行有限元数值计算，得出较为准确的结 土桥梁设计规范》中桥梁承台计算的 “撑杆一系杆”体 果，非杆件的受力特点能够得到清晰、准确的表达。 系模型是引 自AASHTO 《美 国公路桥梁设计规范》。 通过结构有限元分析方法对花瓶墩等复杂结构进行 所谓 “撑杆 一系杆”体系模型，是指一个基于混凝土作 数值模拟是较为准确和可靠。 为受压撑杆 ，钢筋作为受拉系杆，在撑杆和系杆 的交 利用弹性应力配筋方法，可以实现用有限元数值 点作为节点的假定条件下的桁架模型。主要用于集 分析结果直接指导结构配筋设计。SL191—2008《水 中力作用和几何不连续的区域，用来确定混凝土的受 工混凝土结构设计规范》对弹性应力配筋方法作了原 压面积、钢筋的数量以及分布情况。图2为承台的撑 则性的说明。 杆 一系杆体系的计算图示。 本文通过对花瓶墩墩顶部位的受力特点进行分 对 比承台的 “撑杆 一系杆”体系模型与花瓶墩墩 析，研究 “撑杆 一系杆”体系、“牛腿”模型以及弹性应 顶部位可 以发现 ： 力配筋法对花瓶墩结构计算的适应性，准确理解和把 (1) 承台的适用条件为 “外排桩 中心距墩台身 握花瓶墩的受力特点，再运用结构有限元分析的方法 边缘等于或小于承台的高度”；而花瓶墩有类似的构 进行数值模拟 ，运用弹性应力配筋法进行配筋设计。 造特点。 1 结构初步理解