汀泗桥临时墩稳定性验算

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1、万方数据汀泗桥临时墩稳定性验算陆文军张晔芝许润峰(中南大学土木建筑学院湖南长沙410075)教育时空[擅要]大跨度桥梁旅工过程中经常需要加上临时墩，临时墩的稳定是全桥篪工安全的基础。本文以汀泗桥为背景，对其l1个临时墩进行稳定性验算为以后类似问题计算提供参考．[关键词]I临时墩稳定性验算中图分类号：U445．55+9文献标识码：A文章编号：1009-91,tX(2009)35-0119-011工程曩况武广客运号线汀泅河特大桥I-140m下承式钢箱系杆拱桥在89#一90#墩(起讫里程DKl289+858．65～DKl290+00I．90)，位j二湖

2、北赤壁市境内，上跨京珠高速公路。线路标准为客运专线双线铁路，无碴轨道，线间距5m，设计时速为350Km／h。施工时在两墩间设置11个临时支墩，临时墩采用扩大基础，先在临时墩上拼装系梁间纵、横梁。桥面系拼装完成后，在系梁上拼装吊杆，再逐节拼装拱肋、横撑。在拱肋合龙后将临时墩从主墩往跨中方向拆除。临时墩墩高h为i3m，钢管肇脬为10mm。2誓时墩稳定性验算本文对l艋时墩的稳定性检算方法是首先通过全桥施T阶段分析，得出在安装拱肋的9个阶段和拆除临时墩的3个阶段过程中(具体施工见表1)，11个临时墩在自重+风载+温度荷载作用下的墩顶峰向反力、水平力，然后

3、求出每个临时墩在12个工况中的墩底应力，以应力最大的为最不利工况(考虑到拼装过程中的碰撞，横桥向水、严力按拱肋吊蘑的0．1倍考虑，约5t，在进行临时墩及其承载力的验算时，各临时墩墩顶横向力都为最不利丁况作用下的结果再加Est)。最后取各墩子最不利工况F的竖向荷载和水平荷载为变量。计算临时墩的稳定系数．表1施工步骤表格工况赡工犒逯工况埔工撼述1拼麓武汉饲擞肋第一致'拼装广州倒擞肋第三霞2拼握武汉饲擞助苹二段8拼装广州倒擞肋第四段3拼蔷武戊髑嵌胁薰三段9戴劝台扼4擗装武扳铷擞肋第四段10拆除临时墩l#、鲋、11#5拼袭广州倒班助第一段II拆静临目j域

4、2☆．捌．州．10#6拼装广州伽擞胁第二蜃12拆除略时域鲥，硝，甜、9母本文中临时墩墩底固定，墩顶顶住系粱。由于墩项与系粱之间摩擦力的作用，墩顶不会产生与系梁的相对水平位移。因此做稳定性计算时，约束墩顶的水平位移，同时给予墩顶一初始水平住移，即按照曲梁计算。由F约束，水平位移，I临时墩虽有弯曲，但弯曲角度失稳前小会增大。只是到失稳的时候才会迅速增大，因此叮根据第‘类稳定问题，即线性稳定问题进行分析．第一类稳定问题的有限元矩阵方程为([K]“K]。){△u}=(△R}(1)式中：[K]为结构的弹性刚度矩阵：[K】。为应力刚度矩阵：{Aiz)为节点位

5、移增量向量：{△R}为外荷载增量向量。当结构处在临界状态，{△R)一0，{Al,t}即使也有非零解，按线性代数理论。必有：

6、[K]+[K]。

7、：0(2)在小变形情况下，[K]．与应力水平成正比．由于发生第一类失稳前满足线性假设。多数情况下应力与外荷载也为线性关系，因此若某种参考荷载{；)对应的结构几何刚度阵为{i}，临界荷载为{P)。=^i，那么在临界荷载作用下结构的几何刚度矩阵为：{K)．=^{乏’}。(3)于是(2)可以写成I{K}+^{i}。

8、：o(4)式(4)就是第一类线弹性稳定问题的控制方程。稳定问题转化为求方程的最小特征值问题，求得的

9、最小特征值^就是对应荷载的稳定安全系数，相应的特征向量就是失稳模态。线性稳定分析按如下步骤进行分析：①建立模型：②静力分析，获得静力解：③特征值屈曲分析，获得特征值届曲解：④扩展解，获得届曲模态形状。验算时墩底固定，墩顶简支(即约束墩顶的水平位移)，由表一可以看出墩顶受到的水平力很小．系梁给它的摩擦完全可以平衡，因此验算时给临时墩一个初始纵向位移(本文中取10cm)，即按曲粱计算，作用一个竖向力。由全桥空间分析计算所得的各墩子最不利荷载见表2．表3列出了第一阶稳定系数和屈曲模态．表2各临时墩最不利荷载蜷号1#硝持纠蜊甜7群e撑9惮1晴11徉P横∞

10、5559011231003776555792t0961173941646P锹∞oool0025011122970103o001ooi3l2380183006】o009P竖∞246313415“41311l375426375299235注：表中P横、P纵、P竖均为相对于桥梁方向的横向、纵向和竖向的荷载，其中P横为最不利工况下的荷载加5t表3各临时墩第一阶稳定系数和屈曲模态牯时墩号稳定系赣鹿曲攘杏临时破号稳定幕教展曲模j蕃l，1262整体搬向弯曲鹿曲7●2374整体锨向弯曲愿曲2t2844整体纵向鹭曲膨曲"93j5韭体锹向弯曲尼曲”Z14Zt体纵向弯

11、曲屈曲9●2372：整体张向弯曲鹿曲l●8912鼙体纵向弯曲屈擅lOt298整体纵向弯曲厄曲5●2l56整体搬向弯曲鹿曲ll，1321整