[发明专利]无横隔板混凝土空心薄壁高墩的评价方法

说明书

本发明涉及无横隔板混凝土空心薄壁高墩的评价方法，首先确定高墩的墩高H、截面尺寸B、A，并初步拟定高墩的壁厚t；根据判别式计算出空心薄壁高墩横截面的容许宽厚比[b/t]；由容许宽厚比[b/t]确定高墩的临界壁厚，然后采用临界壁厚的值，通过有限元实体模型计算高墩的第1阶弹性稳定系数，然后再求出高墩的第1阶弹性稳定系数的最大值；当实际高墩的第1阶弹性稳定系数大于所述计算高墩的第1阶弹性稳定系数的最大值时，则实际高墩不会发生局部失稳；当实际高墩不发生局部失稳，且实际高墩的容许宽厚比[b/t]满足判别式时，可判定实际高墩不需要设置横隔板。本发明可用于建造无横隔板混凝土空心薄壁高墩，属于混凝土空心薄壁高墩的技术领域。

技术领域

本发明涉及混凝土空心薄壁高墩的技术领域，尤其涉及无横隔板混凝土空心薄壁高墩的评价方法。

背景技术

在山区公路建设中，混凝土空心薄壁高桥墩得到了广泛的应用。根据初步调查发现，在西部地区范围已建成或者正在规划设计的中、高等级公路中，墩高超过40m且采用空心薄壁结构的混凝土高墩桥梁占调查总数的40％以上。

对于混凝土高墩的设计，为防止高墩的局部失稳，我国桥梁界一般采取每隔20～30m设置一道横隔板的方式对结构予以加强。但在混凝土空心薄壁高墩的稳定性分析中，一般采用线弹性理论和方法，就算采用非线性分析方法，也没有全面考虑材料和结构的初始缺陷、几何非线性、材料非线性的综合影响，未能清晰地认识到横隔板对局部稳定的作用机理、设置的必要性及设置原则等问题，导致实际工程中高墩横隔板的设置比较随意，往往根据经验判断并进行设置。

对于混凝土高墩的施工，常见的高墩施工工艺要求施工精度高，结构尽量规整、简洁，避免局部突出造成应力集中。当高墩施工至横隔板截面时，需要拆除前阶段内膜，重新安装模板及横隔板钢筋并完成浇筑，方可继续使用升降机具施工。由此可见，横隔板的施工必然造成施工中断，是影响施工工期和施工速度的重要因素。参考以前的工程经验，每个空心薄壁墩的标准段施工速度通常为爬模及翻模法1.5m/天、滑模法4m/天，而每道横隔板的施工时间约为6天，以设置四道横隔板的100m高墩为例，横隔板的施工工期超过高墩施工总工期的25％。

综上所述，目前我国在公路钢筋混凝土桥梁空心薄壁高墩的稳定性分析、设计及施工方面存在以下问题：

1.混凝土空心薄壁高墩局部稳定性分析中，没有全面考虑材料和结构的初始缺陷、几何非线性、材料非线性的综合影响；

2.对横隔板对混凝土空心薄壁高墩局部稳定性的作用机理认识不清，没有建立相应的评价方法；

3.横隔板的存在对高墩的施工造成了较大困难，较大幅度地增加了施工时间；

4.没有建立是否需要设置横隔板的判别方法；

5.没有横隔板的设置原则、方法和设计标准；

6.没有无横隔板混凝土空心薄壁高墩的设计和评价方法。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种无横隔板混凝土空心薄壁高墩的评价方法，可用于建造无横隔板混凝土空心薄壁高墩。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

无横隔板混凝土空心薄壁高墩的评价方法，包括如下步骤：

第一步：首先确定高墩的墩高H、高墩的截面宽度B、高墩的截面高度A、混凝土等级，并初步拟定高墩的壁厚值t；

第二步：根据判别式计算出空心薄壁高墩横截面的容许宽厚比[b/t]，判别式为：