大跨高墩连续刚构桥稳定性研究

论文摘要

近几十年来,由于我国科学技术的进步,工业水平的提高,桥梁建筑技术得以迅速发展。桥梁建设呈现出跨度越来越大,桥墩越建越高的特点。其中,大跨高墩连续刚构桥由于其自身的优点,得到了广泛的应用。此类桥梁跨径大、桥墩高,导致其稳定问题非常突出。所以,大跨高墩连续刚构桥的稳定性研究变得十分必要。本文以昌宁澜沧江特大桥主孔部分（124+220+124m）为研究对象,采用有限元计算软件MIDAS/Civil建立有限单元模型并进行线性屈曲分析。以第一类稳定理论为原理,对桥梁独墩阶段、悬臂施工阶段、最大悬臂阶段、成桥阶段以及运营阶段分别进行了稳定性分析。通过对各阶段的稳定性计算,得出各个阶段结构稳定系数均符合要求。其中,澜沧江特大桥2号墩在纵、横向风载作用下,其最小稳定系数分别为25.91、25.87,并与取消横系板的2号墩稳定性系数对比,发现取消横系板后稳定系数仅为取消前的42.6%左右;最大悬臂状态结构在风载、自重、施工荷载作用下,在挂篮跌落时最小稳定系数仅为6.102,为所有施工阶段的最低值,此阶段应作为施工阶段中稳定性控制的关键阶段;同样在最大悬臂状态也进行了与取消横系板结构的对比,取消横系板后结构屈曲模态由以前的顺桥向屈曲变为了横桥向屈曲,表明横系板加强了顺桥向的稳定性;运营阶段,桥梁最小稳定系数为8.750,比最大悬臂状态高43.4%,说明结构体系的转化对稳定性有较大影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 大跨高墩连续刚构桥国内外发展状况
• 1.3 大跨高墩连续刚构桥国内外发展趋势
• 1.4 大跨高墩连续刚构桥稳定性研究现状
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 大跨高墩连续刚构桥的结构特点
• 2.1 大跨高墩连续刚构桥结构受力特点
• 2.2 大跨高墩连续刚构桥各部分的类型及其特点
• 2.3 大跨高墩连续刚构桥的技术经济特点
• 第三章 桥梁结构的稳定理论
• 3.1 概述
• 3.2 墩、柱的稳定分析
• 3.3 全桥稳定性分析
• 3.4 稳定问题的有限元分析
• 3.5 小结
• 第四章 大跨高墩连续刚构桥工程背景及模型建立
• 4.1 工程背景
• 4.2 桥梁构造设计要点
• 4.2.1 桥梁总体布置
• 4.2.2 箱梁构造
• 4.2.3 下部结构
• 4.2.4 预应力布置
• 4.2.5 其它
• 4.3 澜沧江特大桥有限元模型的建立
• 4.3.1 有限元软件MIDAS/Civil 简介
• 4.3.2 澜沧江特大桥有限元模型简介
• 4.3.3 模型边界条件
• 4.3.4 荷载条件
• 第五章 大跨高墩连续刚构桥稳定性分析
• 5.1 概述
• 5.2 MIDAS/Civil 软件稳定性分析的原理和计算方法
• 5.3 高墩自体稳定性分析
• 5.3.1 荷载
• 5.3.2 自重作用下高墩的自体稳定性
• 5.3.3 纵向风载作用下高墩的自体稳定性
• 5.3.4 横向风载作用下高墩的自体稳定性
• 5.3.5 小结
• 5.4 施工最大悬臂阶段稳定性分析
• 5.4.1 荷载组合
• 5.4.2 稳定分析
• 5.4.3 小结
• 5.5 悬臂施工全过程稳定性分析
• 5.5.1 澜沧江特大桥悬臂施工流程
• 5.5.2 悬臂施工全过程稳定性计算结果
• 5.6 成桥阶段稳定性分析
• 5.7 运营阶段稳定性分析
• 5.8 稳定性的影响因素分析
• 5.8.1 桥墩高度对桥梁结构稳定性的影响
• 5.8.2 横系板对桥梁结构稳定性的影响
• 5.9 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果