自改革開(kāi)放以來(lái),隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的逐漸提升,我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)也得到了飛速的發(fā)展。在西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的時(shí)代背景下,高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋由于能夠很好地適應(yīng)我國(guó)中西部偏遠(yuǎn)山區(qū)的復(fù)雜地形,因此得到廣泛地運(yùn)用。而隨著連續(xù)剛構(gòu)橋跨徑與橋墩高度的不斷增大,橋梁的穩(wěn)定性以及抗震性能也變得越來(lái)越重要。本文以湖北省恩施自治州宣恩縣匡家坳大橋的施工過(guò)程為研究背景,結(jié)合相關(guān)規(guī)范,對(duì)高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋在施工各階段的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及其影響因素進(jìn)行了全面的分析。首先,結(jié)合國(guó)內(nèi)外關(guān)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀,簡(jiǎn)單介紹了結(jié)構(gòu)的兩類(lèi)穩(wěn)定性問(wèn)題,即分支點(diǎn)問(wèn)題與極值點(diǎn)問(wèn)題,并以受壓桿件為例加以分析。總結(jié)了三種比較常見(jiàn)的求解臨界荷載的方法,選用能量法與有限元法分別對(duì)主墩在自重作用下的臨界荷載進(jìn)行了計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,計(jì)算誤差在百分之十以?xún)?nèi)。其次,借用大型橋梁專(zhuān)用有限元軟件MIDAS/Civil 2015對(duì)匡家坳大橋進(jìn)行了仿真模擬驗(yàn)算,對(duì)大橋的裸墩階段、最大懸臂階段以及成橋階段的穩(wěn)定性進(jìn)行了全面的分析,根據(jù)施工階段的特點(diǎn)找出影響各階段結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的最不利因素,并得到安全穩(wěn)定系數(shù)。在分析裸墩階段穩(wěn)定性時(shí),同時(shí)考慮了幾何非線性... 

【文章來(lái)源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

第一類(lèi)穩(wěn)定性問(wèn)題如圖2.1所示，有一軸心受壓的桿件，頂端所受荷載大小為P，對(duì)壓桿施加

crP圖 2.2 第二類(lèi)穩(wěn)定性問(wèn)題如圖 2.2（a）所示有一偏心受壓桿件，荷載大小為P ，偏心距為 e，當(dāng)偏心距一定時(shí)，在荷載P 尚未到達(dá)臨界荷載 之前，桿件的變形會(huì)隨著荷載P 的增大而增加；當(dāng)荷載P 達(dá)到臨界荷載crP 時(shí)，無(wú)論荷載 P 的大小是否發(fā)生變化，桿件的變形會(huì)持續(xù)增加，直至發(fā)生破壞。如圖 2.2（b）所示，這種情況稱(chēng)為第二類(lèi)失穩(wěn)，也叫作極值點(diǎn)失穩(wěn)。在現(xiàn)實(shí)的工程問(wèn)題中，各種結(jié)構(gòu)體系的受力情況更符合極值點(diǎn)問(wèn)題的特征，但顯然分支點(diǎn)問(wèn)題的受力情況比較簡(jiǎn)單，可通過(guò)數(shù)學(xué)模型將求解安全穩(wěn)定系數(shù)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解特征方程的問(wèn)題。由于在極值點(diǎn)問(wèn)題中結(jié)構(gòu)失穩(wěn)是導(dǎo)致其發(fā)生極限破壞的前提，所以臨界荷載可近似地看作極值點(diǎn)問(wèn)題的上限。因此，分支點(diǎn)問(wèn)題的計(jì)算結(jié)果可作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)[14]。2.3 受壓桿件穩(wěn)定性的理論分析及求解方法2.3.1 靜力平衡法（Eular 法）

能量法基于能量守恒原理，假設(shè)桿件發(fā)生屈曲變形時(shí)的撓曲線方程，借助隨遇平衡的概念，可將外力功表示為一個(gè)含有微小位移變量的微分方程，由勢(shì)能駐值定理可知，在位移滿(mǎn)足幾何條件的前提下，若位移可使勢(shì)能駐值，則該位移對(duì)應(yīng)的內(nèi)力必滿(mǎn)足靜力條件，因此可以解出結(jié)構(gòu)的臨界荷載[16]。彈性體的形變勢(shì)能 U 與外力勢(shì)能 V 的和即為總勢(shì)能PE ：EUVP= +(2.2)如果某平衡體系在外力的作用下產(chǎn)生了一個(gè)微小的位移增量，則結(jié)構(gòu)總勢(shì)能PE 也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)的增量PΔE 。如圖 2.3，當(dāng)小球處于凹形球面底部時(shí)，其總勢(shì)能PE 最小，當(dāng)小球受到外力作用產(chǎn)發(fā)生位移時(shí)，其勢(shì)能將會(huì)增大，即 Δ>0PE ；當(dāng)小球處于凸形球面頂部時(shí)，其總勢(shì)能PE 最大，當(dāng)小球受到外力作用產(chǎn)生位移時(shí)，其勢(shì)能將會(huì)減少，即 Δ<0PE ；當(dāng)小球處于一無(wú)障礙的水平面上時(shí)，其總勢(shì)能PE 則為定值，當(dāng)受到外力作用使其發(fā)生橫向位移時(shí)，小球?qū)⒏淖兂跏嫉钠胶鉅顟B(tài)，但不會(huì)導(dǎo)致勢(shì)能發(fā)生變化，即 Δ≡0PE 。


本文編號(hào)：3515392