高墩大跨连续刚构桥稳定性研究(13)

高墩大跨连续刚构桥稳定性研究

其他杆件对它的约束作用，这种约束作用是要从结构的整体分析来确定，这就是结构稳定的整体性。稳定的相关性是指不同失稳模式的耦合作用。

由于结构的稳定具有多样性、整体性和相关性的特点。因此，结构的形式对结构的稳定性起着重要的影响。同时，结构形式一定的条件下，结构的截面尺寸越大，结构的刚性越大，当截面尺寸合理的增大就会增加结构的稳定性。但截面尺寸越大，所用的材料用量越多，工程造价越高。因此在满足工程要求的情况下，优化截面尺寸，尽量减少材料的用量。

随着高等级公路建设的发展，近几年高墩大跨连续刚构桥日益增多，但对桥墩高度超过１００ｍ的连续刚构桥，设计和施工中有一些需进一步完善的问题，如：高墩的特柔性对结构的影响、特高桥墩合理的结构形式、高桥墩的稳定性分析等。目前高墩大跨连续刚构桥的稳定性需要进一步研究的技术内容主要有以下几点：

（１）变截面薄壁高墩的自体稳定性、悬臂施工过程中的稳定性和全桥的稳定性问题，确定经济适用跨径和高墩合理截面尺寸。

（２）变截面高墩的桥墩高度及截面尺寸对稳定性的影响。

（３）研究刚构桥在风荷载、混凝土的收缩、徐变及温度效应对桥梁稳定性的影响，综合考虑最不利状态下的桥梁的稳定性。

（４）刚构桥悬臂状态的稳定性受墩梁刚度比的影响，不同的墩梁刚度比将对施工过程的稳定性产生较大的影响。，

（５）结构具有初始缺陷对结构稳定性的影响，施工过程中产生初始缺陷，将会降低结构的稳定性，施工时应根据实际出现的初始缺陷加以考虑，确保施工过程中的安全。

１．４本文的主要研究内容

通过对高墩大跨连续刚构桥国内外发展现状和稳定性发展现状的分析，可以看出高墩大跨桥梁的稳定性问题仍为桥梁建设者关注的焦点之一。本文运用Ｒｉｔｚ法，对交截面高墩的稳定性推导参数化公式，并对桥墩参数进行了分析。同时利用有限元法对含有“初始缺陷”的非线性稳定进行了研究，主要工作内容有：

１．探讨影响高桥墩连续刚构桥稳定性的主要因素。

２．在弹性极限内，用基于势能驻值原理的Ｒｉｔｚ法推导变截面大跨连续刚构桥的高墩自体稳定性。针对常用的单箱单室或单箱多室的变截面桥墩，用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ编制可视化操作界面程序进行计算。

３．利用有限元软件，对含有初始缺陷的单薄壁高墩进行分析，考虑几何非线性及材料非线性，分析第二类稳定性与第一类稳定性之间的差别，得出具有初始缺陷时的稳定性极限承载力。

４．在弹性极限内，用基于势能驻值原理的Ｒｉｔｚ法推导双悬臂状态下的稳定９