缆风对钢管混凝土拱桥施工稳定性的影响

《缆风对钢管混凝土拱桥施工稳定性的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com2011年1月第1期城市道桥与防洪管理施工83缆风对钢管混凝土拱桥施工稳定性的影响高宝梅(中交二公局第一工程有限公司，湖北武汉430019)摘要：该文对目前大跨度钢管混凝土拱桥考虑材料非线性的各种分析方法进行了概述，结合一工程实例，采用纤维单元模型探讨了几何和材料双重非线性，尤其是后者对拱桥施丁稳定性的影响。同时，文章还对缆风在施工过程中对拱肋稳定性的有利影响、缆风设置、缆风初张力等问题作了定量分析。关键词：钢管混凝土拱桥；非线性；稳定；缆风；纤维单元模型；施工；影响中图分类号：U448．22文献标识码：A文章编号：1

2、009—7716(2011)01—0083—03互连接的索单元，经离散后，每一索单元的矢跨比0引言比原来整索的矢跨比小，从而可以采用小挠度理目前，钢管混凝土拱桥整体稳定分析以弹性论来分析各个索单元。在小位移、高应力条件下，理论为主。在工程实践中，稳定安全系数的确定主也可以用直杆代替缆风，索的垂度效应采用Ernst要依靠经验，尚没有统一的定义和取值标准。大跨公式对弹性模量进行修正⋯。在工程实例分析中，度钢管混凝土拱桥由于跨径较大，宽跨比较小，其可将扣索、缆风和钢管混凝土组成的结构视为索一阶失稳形态一般是面外半波失稳。面外失稳大梁结构进行稳定性计算，即钢管混

3、凝土结构采用部分发生在弹塑性变形范围之内，按弹性理论计纤维单元模型，索取为空间不受压的杆单元，并用算的拱桥稳定安全系数往往大大高于实际值。因Ernst公式对弹性模量进行修正；考虑在每级荷载此，必须考虑几何和材料非线性影响，按双重非线下钢管混凝土结构的双重非线性影响，采用混合性理论来分析其稳定性和极限承载力。目前，国内法求解极限荷载和非线性稳定系数。外所采用的钢管混凝土材料非线性模型尚无法全2失稳特征判别及稳定安全系数面地反映结构的全过程受力性能，但相对而言，纤维单元模型更接近于钢管混凝土结构的实际行2．1失稳特征判别为。本文在介绍大跨度钢管混凝土拱桥材料

4、模型钢管混凝土拱结构失稳为空间失稳，其面内、的基础上，结合工程实例并引用纤维单元模型，着面外均有位移，可根据拱肋变形及拱顶荷载一位重对施工阶段钢管混凝土拱桥的非线性稳定性进移关系曲线区分拱肋是面内失稳还是面外失稳。行分析，探讨双重非线性尤其是材料非线性对拱文献【2】根据节点的面内竖向挠度变化率与侧向桥稳定性的影响，同时对考虑缆风结构的非线性位移变化率的相对大小来判别失稳形式。文献[3】稳定问题进行分析。则认为，若拱顶的面内变形与荷载呈非线性，面外为线性，则判定为面内失稳；反之为面外失稳。比1考虑缆风结构的非线性稳定问题较而言，后一判别方法在概念上更为明确

5、，判别方在大跨度拱桥施工中，缆风是防止结构失稳法也简单易行，建议计算时采用。坍塌的重要安全设施。若缆风设置不当，或过早拆2．2稳定安全系数除，就有可能造成拱桥破坏甚至倒塌。例如四川某经典的拱结构稳定安全系数往往基于线弹性钢筋混凝土拱桥就曾因在施工过程中过早拆除缆理论，而对钢管混凝土拱桥的稳定安全系数目前风，在突遇大风袭击时，塔架发生坍塌而使桥梁破尚没有统一的定义和取值标准。工程中，一般认为坏。然而，目前对缆风的设置还往往基于工程经线弹性稳定安全系数值不应小于4~5，而考虑非验，缺乏充足的理论指导。对缆风这类索构件，其线性影响后的稳定安全系数不应小于2。文

6、献【4】特点是只能承受拉力，索的自重对结构平衡影响将稳定安全系数定义为结构极限承载力与恒载不可忽略。因此，用拉压杆模拟缆风会引起误差。和外加荷载之和的比值，即K=({}+A{Po})／对于一任意挠度的索，可以把它离散成一系列相({}+{})。其中{}为结构所承担的恒载，{}为该结构所受的实际施工荷载，A为结构失收稿日期：2010—11—24稳前可承受的实际施工荷载的倍数。这种方法在作者简介：高宝梅(1974一)，女，陕西宝鸡人，工程师，从事道路土建工程施丁管理工作。{}和{}方向相同时可行，但若两者方向不一学兔兔www.xuetutu.com84管理施工

7、城市道桥与防洪2011年1月第1期致，则有待商榷。表明：设置缆风后，各施工工况的稳定系数均有较在此，笔者认为，钢管混凝土拱桥非线性稳定大幅度提高，其中以甜和5#缆风(拱腰附近处)安全系数应结合失稳形态以荷载作用下结构的效对稳定性的贡献最大，约提高70％。由此可见，设应来计算，表达式为：置侧向缆风索，有利于加强拱肋侧向刚度，促使钢K=SdSo(1)管混凝土拱桥失稳形态发生变化(一般由面外失式(1)中：．s广_-结构丧失稳定达极限承载力时的稳转变为面内失稳)。工况7典型失稳形态如图2荷载效应；所示。

8、s。——实际荷载作用下结构的荷载效应，稳形式可采用文献【3

9、】中的方法判别。考虑到钢管混凝土拱桥以受压为主，弯矩和剪力相对轴力而言均不大，建