本文關(guān)鍵詞：高墩大跨徑橋梁穩(wěn)定性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

系梁設(shè)置對高墩大跨徑矮塔斜拉橋穩(wěn)定性的影響

龍源期刊網(wǎng) 系梁設(shè)置對高墩大跨徑矮塔斜拉橋穩(wěn)定性的 影響 作者：武余波 來源：《科技探索》2012 年第 12 期 中圖分類號：U4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2012）12-0200-02 摘要：以橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理論為基礎(chǔ)，以高墩大跨徑矮塔斜拉橋穩(wěn)定性為對象，利用有限 元對其在施工階段及成橋階段結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

進(jìn)行分析，計算了不同系梁形式、不同系梁個數(shù)的 矮塔斜拉橋的穩(wěn)定性系數(shù)。對計算結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)出高墩大跨徑矮塔斜拉橋在設(shè)計及施工 穩(wěn)定性與系梁設(shè)置的關(guān)系。 關(guān)鍵詞：橋梁工程 高墩大跨 系梁 失穩(wěn)模態(tài) 穩(wěn)定性系數(shù) 0、引言 隨著我國公路建設(shè)的蓬勃發(fā)展，橋梁建設(shè)進(jìn)入了前所未有的高峰時期。受地形、地貌的限 制，高墩大跨徑矮塔斜拉橋以其結(jié)構(gòu)輕盈、造價低廉、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢，近年來在我國西部溝 壑地區(qū)得到較快的應(yīng)用。其突出特點是順橋向橋墩剛度小，，能夠有效減小上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，同 時減小溫度荷載、收縮徐變、地震力的影響，隨著橋墩高度的不斷增加，橋梁穩(wěn)定性分析就必 不可少，本文以高墩作為研究對象，分析在空心墩中設(shè)置一定數(shù)量的系梁對橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的 影響，為此類橋梁的設(shè)計和施工提供一定的參考依據(jù)。 1、基本原理 穩(wěn)定問題分為兩大類，第一類是歐拉穩(wěn)定問題，第二類是極值穩(wěn)定問題。第一類穩(wěn)定問題 求特征值，即穩(wěn)定性系數(shù)，它的臨界荷載有近似代表著第二類穩(wěn)定問題的上限。第二類穩(wěn)定問 題主要由強(qiáng)度條件控制，滿足穩(wěn)定性要求同時，還要滿足強(qiáng)度要求。實際工程中的穩(wěn)定問題一 般表現(xiàn)為第二類穩(wěn)定，但是，由于解第一類穩(wěn)定問題的特征值比較方便，在許多情況下兩類問 題的臨界值又相差不大，因此研究第一類穩(wěn)定問題仍有著重要的工程意義。 求解結(jié)構(gòu)彈性穩(wěn)定問題的實質(zhì)是求結(jié)構(gòu)在給定荷載作用下的一種失穩(wěn)狀體，確定臨界荷載 和相應(yīng)的屈曲形態(tài)。對于簡單結(jié)構(gòu)，可以用結(jié)構(gòu)力學(xué)或彈性力學(xué)方法；但對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，用解 析法很難得到其臨界荷載，采用有限元法可以得到較好的結(jié)果。 結(jié)構(gòu)在初始平衡狀態(tài)有限元表達(dá)式為： ﹛[Ke]+ [Kg]﹜﹛u﹜=﹛F﹜ （1） 龍源期刊網(wǎng) 式中：[Ke]為結(jié)構(gòu)彈性剛度矩陣；[Kg]為結(jié)構(gòu)剛度矩陣；﹛u﹜為結(jié)構(gòu)節(jié)點位移向量； ﹛F﹜為結(jié)構(gòu)節(jié)點荷載向量。 上式中[Kg]為結(jié)構(gòu)初始應(yīng)力矩陣，與荷載大小有關(guān)。假設(shè)﹛F﹜增至 λ﹛F﹜時，[Kg]也增 大 λ 倍，則式（1）為： ﹛[Ke]+λ[Kg]﹜﹛u﹜=λ﹛F﹜ （2） 假設(shè)此時結(jié)構(gòu)達(dá)到臨界狀態(tài)，則存在一擾動﹛u﹜+﹛Δu﹜，使結(jié)構(gòu)在外力不變的條件下 達(dá)到的平衡狀態(tài)，得到 ﹛[Ke]+λ[Kg]﹜（﹛u﹜+﹛Δu﹜）=λ﹛F﹜ （3） 式（3）-（2），得 ﹛[Ke]+ λ[Kg]﹜﹛Δu﹜= 0 （4） 只有當(dāng)│[Ke]+ λ[Kg ]﹜│=0 時，任何擾動﹛Δu﹜下都滿足式（4）。這就將穩(wěn)定性問題歸 結(jié)為求解一個特征值問題。特征值 λi、特征向量﹛Δu﹜i（i=1，2，…，n）分別為個階特征值 的大小和相應(yīng)的失穩(wěn)模態(tài)。在實際工程中，只有最小的特征值才有實際意義，這時的特征值為 λcr，臨界荷載為 λcr﹛F﹜。 對于高墩大跨徑橋梁穩(wěn)定性包括施工階段高墩自身穩(wěn)定性、主梁懸澆階段的穩(wěn)定性及成橋 階段穩(wěn)定性，其中施工階段中最大懸臂階段結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最差。因此，研究施工最大懸臂階段和 成橋階段穩(wěn)定性具有代表意義。 2、工程概況 本文以某初步設(shè)計的三跨矮塔斜拉橋為計算模型，跨徑布置為（95+180+95）m 預(yù)應(yīng)力混 凝土矮塔

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