高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋穩(wěn)定性研究.pdf

1、從橋梁建設(shè)史上可以看到，世界上曾經(jīng)發(fā)生過不少橋梁因失穩(wěn)而喪失承載能力的事故。連續(xù)剛構(gòu)橋由于大多采用高橋墩和薄壁截面形式，因此其穩(wěn)定問題和強(qiáng)度問題一樣，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中不可忽略的關(guān)鍵問題之一。同時(shí)，國內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中并沒有明確給出連續(xù)剛構(gòu)橋穩(wěn)定性的安全系數(shù)，因此此類橋型的穩(wěn)定問題有待進(jìn)一步研究。本文在分析國內(nèi)外穩(wěn)定理論發(fā)展歷程以及現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的穩(wěn)定性展開了多方面的研究。
　　 首先，介紹了用能量原理推導(dǎo)高橋

2、墩臨界荷載的計(jì)算公式，以及運(yùn)用突變理論解釋壓彎構(gòu)件跳躍性失穩(wěn)問題。
　　 其次，本文以湖南省汝城至郴州高速公路上的一座最大墩高為127.5m的特大連續(xù)剛構(gòu)橋——山店江大橋?yàn)楣こ瘫尘?，先采用有限元程序MIDAS-CIVIL進(jìn)行了第一類穩(wěn)定問題研究；采用有限元程序ANSYS進(jìn)行第二類穩(wěn)定問題研究。第一類穩(wěn)定研究結(jié)果表明：最大懸臂階段是橋梁施工及運(yùn)營過程中穩(wěn)定最不利的階段。第二類穩(wěn)定分析中著重選取了穩(wěn)定最不利的最大懸臂階段，分別采用梁

3、單元模型與實(shí)體單元模型進(jìn)行穩(wěn)定分析，分析結(jié)果表明：1）．兩類模型考慮了幾何非線性和材料非線性以后，結(jié)構(gòu)的極限荷載遠(yuǎn)小于線性分析的結(jié)果，說明線性穩(wěn)定分析得到的結(jié)果比較保守，不宜作為工程分析中的判別依據(jù)。2).考慮雙重非線性比僅考慮幾何非線性的極限荷載小，說明對(duì)結(jié)果進(jìn)行非線性穩(wěn)定分析時(shí)，有必要考慮材料的彈塑性影響。
　　 接著，本文對(duì)影響高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋穩(wěn)定性的因素進(jìn)行研究，結(jié)果表明：1)高墩不同的截面形式對(duì)穩(wěn)定性有很大影響。2）

4、隨著高墩長細(xì)比的增大，其穩(wěn)定性逐漸減低。當(dāng)長細(xì)比增大到30時(shí)，此時(shí)構(gòu)件接近細(xì)長柱，對(duì)穩(wěn)定很不利，工程中應(yīng)當(dāng)盡量避免。3）雙肢墩間的橫系梁設(shè)置數(shù)目及位置對(duì)穩(wěn)定性也有一定影響。研究山店江大橋的結(jié)果表明在墩高二分點(diǎn)位置設(shè)置一道橫系梁最優(yōu)。4）雙肢墩間距對(duì)穩(wěn)定性也有一定影響，但影響不大。5）高墩所采用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)穩(wěn)定性也有影響。研究發(fā)現(xiàn)混凝土標(biāo)號(hào)增大4個(gè)級(jí)別，穩(wěn)定系數(shù)增大不明顯，說明用提高材料強(qiáng)度的方法增大穩(wěn)定性的效率并不高。