斜拉桥悬臂施工中的几何非线性稳定分析

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斜拉桥作为一种具有跨越能力大,造价经济和外形美观等优点的桥梁结构型式,在近几十年来得到了迅猛的发展。它是由塔、梁、索三种基本构件组成的高次超静定柔性结构体系,塔,梁在施工过程中各种因素的作用下受力复杂,使得桥梁结构稳定性存在一定的问题。特别是近年来发生了一些事关稳定的工程事故,引起工程界的广泛关注。 从施工方法上来讲,预应力钢筋混凝土斜拉桥采用悬臂施工方法,与整体施工方法不同。悬臂施工方法是一种分阶段施工方法,随着悬臂长度的不断增加,其结构和荷载也在不断变化,结构的受力变形与施工过程密切相关,结构的稳定性往往由施工过程控制。因此,跟踪结构的施工过程,探讨结构在施工过程中的内力、变形及稳定性尤为显得必要。 本文首先介绍了斜拉桥的概况,施工影响因素。最后以有限元理论为基础,应用有限元程序Ansvs,对正在施工中的铁罗坪大桥进行了施工全过程稳定性分析。计算时考虑了结构预应力与斜拉索预拉力的作用,考虑了结构几何非线性的影响,并按荷载组合分为四种计算工况,详细分析了悬臂施工长度、不平衡施工荷载和横向静风荷载等因素对结构施工稳定性的影响,得出了以下结论: 第一,在钢筋混凝土斜拉桥悬臂施工阶段,随悬臂增长结构的稳定性逐渐降低; 第二,在各种因素中,不平衡施工荷载对结构稳定性的影响较为显著,而横向静风荷载对结构的稳定性影响不大; 第三,斜拉桥施工阶段结构失稳始于斜拉索达到屈服应力。
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