單肢高墩連續(xù)剛構(gòu)橋施工全過程穩(wěn)定性及參數(shù)分析.pdf

1、連續(xù)剛構(gòu)橋是墩梁固結(jié)的組合體系，其綜合了連續(xù)梁橋和 T形剛構(gòu)橋的優(yōu)點，在我國的橋梁建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)外對大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋施工過程和成橋狀態(tài)的穩(wěn)定性方面的研究已較深入，但大多數(shù)文獻研究針對的是雙肢薄壁高墩連續(xù)剛構(gòu)橋，針對單肢薄壁高墩連續(xù)剛構(gòu)橋的穩(wěn)定性研究不多，與雙肢高墩相比其穩(wěn)定性有著自身特點，針對性的對單肢薄壁高墩連續(xù)剛構(gòu)橋開展穩(wěn)定性研究，具有一定的工程價值和研究意義。
　　本文依托湖南湘西龍永高速上的紅巖溪特大連續(xù)剛構(gòu)

2、橋為工程背景，對單肢高墩連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂施工過程和成橋狀態(tài)的穩(wěn)定性問題開展研究，主要研究工作和成果如下：
　?。?）闡述了國內(nèi)外連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀，簡要介紹了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究的基本理論，工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評價指標(biāo)和判別準(zhǔn)則。
　?。?）使用有限元軟件Midas/Civil建立了紅巖溪特大連續(xù)剛構(gòu)橋計算模型，并且對其進行靜力分析，得到了全橋在基本組合下的內(nèi)力包絡(luò)圖，通過驗算各項應(yīng)力均滿足規(guī)范要求，且計算結(jié)果與設(shè)計結(jié)果基本吻

3、合，可知紅巖溪特大橋計算模型基本準(zhǔn)確。
　?。?）利用紅巖溪特大橋裸墩狀態(tài)、最大懸臂狀態(tài)和成橋運營狀態(tài)的有限元模型，考慮了各種施工荷載（如結(jié)構(gòu)自重、風(fēng)荷載，溫度效應(yīng)、不對稱施工荷載、一側(cè)掛籃跌落、不平衡梁段重等）的影響，對該橋進行了施工全過程的穩(wěn)定性分析。研究表明橫橋向風(fēng)荷載是影響高墩自體穩(wěn)定性的主要因素；施工至最大懸臂狀態(tài)時穩(wěn)定安全系數(shù)最低，其中一側(cè)掛籃跌落產(chǎn)生的沖擊荷載對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成的影響最大；全橋合攏后穩(wěn)定性顯著提高；在對

4、全橋狀態(tài)的穩(wěn)定性分析中發(fā)現(xiàn)：橫橋向風(fēng)荷載依然是影響單肢高墩連續(xù)剛構(gòu)橋穩(wěn)定性的重要因素之一。
　?。?）對影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定系數(shù)的因素進行了參數(shù)分析。結(jié)果表明考慮幾何非線性效應(yīng)會使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性下降，最大懸臂狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)下降了4.2％，成橋狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)下降了8.8%，成橋狀態(tài)對非線性效應(yīng)更加敏感；考查墩身初始缺陷（墩頂偏位、材料缺陷）對單肢高墩連續(xù)剛構(gòu)橋穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)材料缺陷發(fā)生在1/4墩高處時，對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響最不利，穩(wěn)定系數(shù)下降

5、了3.9%；研究還發(fā)現(xiàn)在墩高相等的條件下，雖然單肢墩的穩(wěn)定系數(shù)要比雙肢墩高了44.6%，但單肢墩的墩頂彎矩值要大得多，將紅巖溪特大橋的主墩改換成雙肢薄壁型式后，經(jīng)計算穩(wěn)定性仍滿足規(guī)范要求；全橋狀態(tài)下的穩(wěn)定性隨著兩主墩高差的減少而降低，主墩墩頂彎矩也隨之減小，其中雙肢墩比單肢墩對主墩高差的變化更加敏感；單肢墩施工至30m~50m的范圍時穩(wěn)定系數(shù)下降較快，當(dāng)墩高超過60m后變化速率降低，同時墩體的穩(wěn)定性隨壁厚的加大而增大，而增大速率隨著壁厚