曲线连续刚构桥的稳定性分析

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1、第38卷，第5期公路工程Vo1．38，No．52013年10月HighwayEngineeringOct．，2013曲线连续刚构桥的稳定性分析彭小亮，王解军(中南林业科技大学土木工程与力学学院，湖南长沙410004)[摘要】以曲线连续刚构桥为研究对象，基于欧拉弹性理论，利用有限元方法对桥梁在施工阶段和成桥阶段进行稳定性分析计算。通过不同曲率的稳定计算结果总结出曲率半径与稳定安全系数之间的关系。其结果可对曲线连续刚构桥设计与施工提供一定的参考。[关键词】曲线连续刚构桥；有限元；施工阶段；成桥阶段；稳定性[中图分类号]U448．23[文献标识码]A[

2、文章编号]1674—0610(2013)05—0233—03StabilityAnalysisofCurveContinuousRigidFrameBridgePENGXiaoliang，WANGJiejnn(CollegeofCivilEngineeringandMechanics，CentralSouthUniversityofForestryandTechno-logy，Changsha，Hunan410004，China)[Abstract]Takingthecurvecontinuousrigidframebridgeastherese

3、archobject，calculatethesta-bilityinconstructionstageandcompletionstagebaseontheEulerelastictheoryandbymeansofthefi-niteelementmethod．Summarizetherelationshipbetweentheradiusofcurvatureandthestablesafetyco·efficientbymeansofstabilitycalculationresultsofdifferentcurvature．Thest

4、udymayprovidesomerefer-encesfordesignandconstructionofcurvecontinuousrigidframebridge．[Keywords]curvecontinuousrigidframebridge；finiteelementmethod；constructionstage；com-pletionstage；stabilityanalysis桥梁结构的稳定性是桥梁研究的主要问题之式中：为结构弹性刚度矩阵，为几何刚度矩阵，一，与强度等问题具有等同的重要意义⋯。随着桥△为位移增量，AR为荷载增量

5、。梁跨径的不断增大、桥墩的不断增高、箱梁的不断薄当结构处于临界状态下，既使△R一0，△有非壁化以及高强度材料的广泛应用，结构的整体和局零解，即：部的刚度下降，使得稳定性问题的研究更显得尤为K+K8l=0(2)重要。迄今为止，国内外很多学者对大跨度直线连在小变形情况下，几何刚度与应力水平成续刚构桥稳定性做了较多的研究，但对大跨度正比。因为发生第一类失稳前满足线性假设，多数曲线连续刚构桥稳定性研究较少。为此，本文以情况下应力与外荷载也成线性关系。既：欧拉弹性理论为基础，应用大型有限元软件MIDASK=AK8(3)CIVIL计算分析了不同曲率半径下曲线

6、连续刚构桥将(3)式代入(2)式有：I—I的稳定性问题，获得了稳定安全系数等有关对工程l+AK8l=0(4)设计与施工控制有参考价值的结果。式中：K6为参考荷载对应的几何刚度矩阵。这就是第一类稳定问题的控制方程，理论上方1基本理论程有n阶，就有n个特征值。在实际工程中一般只采用空间有限元方法分析结构的稳定性，结构有最小特征值才有意义。特征值A表示稳定安全的平衡方程为：系数，对应的特征向量即是屈曲模态。所以，结果的(K+)△u=AR(1)失稳临界荷载P，=AiP(其中P为参考荷载)。[收稿日期】2013—04—28·[作者简介】彭小亮(1989一)

7、．男，湖南常德人，硕士生，主要从事桥梁结构理论与应用研究。234公路工程38卷=3．25X10lPa，容重取26．3kN／m，泊松比取2工程概况0．167；重力加速度取9．81m／s；纵向预应力钢束某大桥主桥结构形式为预应力混凝土连续刚构采用(GB／T5224-2003)高强度低松弛钢绞线，标准体系，如图1所示。主桥上部结构为70+13O+强度取厂D=1860l~IPa，松弛率小于0．035，弹性模70m预应力混凝土连续刚构箱梁，箱梁采用单箱单量取E=1．95×10IVlPa。室截面，箱梁顶宽12m，底宽6．5m，顶板悬臂长度3．2荷载取值2．7

8、5m。顶板悬臂端部厚20cm，根部厚70cm。箱考虑的荷载结构重力、挂篮重、静力风载等。挂梁根部梁高7．8ITI，跨中梁高2．7171，