浅谈高墩大跨连续刚构桥的空间弹性稳定性方案

孙秀丽（江苏省镇江市四通公路工程有限公司，江苏 镇江 212200）

浅谈高墩大跨连续刚构桥的空间弹性稳定性方案

孙秀丽
（江苏省镇江市四通公路工程有限公司，江苏 镇江 212200）

摘 要：为了满足现阶段高墩大跨连续刚构桥的工作需要，进行空间弹性方案的更新是必要的，整体来说，这种高墩大跨径连续刚构桥的应用还是非常普遍的，在我国的公路及其铁路建设中，经常可以看到它应用的影子。为了满足先接待刚构桥的应用需要，进行跨高应用方向的明确是必要的，尤其是明确好刚构桥的整体稳定性状况，从而适应当下刚构桥的工作需要，解决起失稳的问题，进行解决方案的更新应用，这里也涉及到ANSYS软件的应用，从而更好的实现双线特大连续刚构桥的稳定性的应用，最好仿真的计算工作。

关键词：桥梁；连续刚构；仿真性；稳定性

目前来说，我国的高墩大跨连续刚构桥应用体系是不健全的，其存在问题表现在各个方面，比如不明确的受力性，过差的行车速度，及其过于落后的施工环节，这些步骤都需要得到重视，从而实现高墩大跨连续刚构桥的推广应用，提升我国桥梁工程的应用效益，解决当下基础工程中的相关问题。

一、关于高墩大跨连续刚构桥应用结构的分析

1 在实践应用中，这种高墩大跨连续刚构桥技术不断得到更新，其受力具备明确性的特点，其施工技术随着不断更新，也越来越成熟。在高桥墩桥梁工作中，薄壁柔性墩的适应性是非常强的，特别适合于山区高速公路的应用工作。随着科技的进步，现实的桥梁工作，对于桥梁的跨径要求也越来越高，其要求也越来越多，各种桥塔日益的林立，需要进行高质量材料的应用，从而适应其局部刚度巩固及其结构优化的目的。伴随着这种应用趋势，该桥梁的稳定性日益引起重视，需要做好桥梁的稳定性的工作，从而实现该整体结构的内力作用的优化。

世界上的很多桥梁事故都为我们提供了前车之鉴，很多桥梁都因为丧失稳定性，而出现一系列的承载事故。比如俄罗斯的敞开式桥，该桥事故的出现是源于上弦杆的失稳性，从而导致其全桥的破坏情况，又如加拿大的魁北克桥，这种桥由于下弦杆的腹板翘曲而出现一系列的破坏情况。

二、关于失稳问题及其相关理论应用方法的分析

1 所谓的结构失稳，就是桥梁受到外力的影响，其结构的平衡性失去控制，从而导致其稳定性的丧失，导致其变形并且变形的迅速扩大化，导致其结构的破坏。通过对结构稳定性的分析，更有利于进行失稳荷载的优化。这涉及到多个方面的问题，比如分支点的失稳性问题，又如极值点的失稳性问题。通过对第一类稳定问题的分析，更有利于进行特征值的剖析，进行极限承载能力的控制，满足现阶段工作的需要。

上述情况的出现，都是由于失稳荷载作用的影响，其切线刚度出现差异性，从而导致其平衡方程的错误，这就导致结构的不稳定性。在第一类稳定性问题分析过程中，可以看到结构的失稳性，是由于前小变形状况，材料线性状况。而第二类稳定性的问题，则需要进行结构材料及其几何非线性的考虑。在实际应用工程中，所谓的稳定性的问题，就是第二类的失稳性的分析。为了更好的进行第一类稳定问题的求解，需要进行两类问题的临界值的分析，保证第一类稳定问题的剖析。

下面是一个具体应用案例，某个铁路上，存在一种跨越山谷的双线特大桥，该桥的应用进行了预应力混凝土连续刚构的应用。其中跨中部是等高梁段，其梁段底下按照二次抛物线变化进行工作。该箱梁的主墩是钢筋混凝土空心式，这里可以看到其墩身的底部及其顶部都是一种实心结构，中心是一种空心结构，墩身外侧是一种垂直性的角度。

2 通过对ANSYS软件的应用，可以很好的进行其稳定性的分析。连续刚构桥的稳定性的分析，涉及到高墩自体稳定性的分析，涉及到主梁的最大悬臂的稳定性及其城桥后的全桥稳定性的分析，可以利用ANSYS对这些程序依依进行稳定性的分析，以满足当下工作的需要。

通过对一系列的数据的分析，可以得知薄壁空心高墩的自体稳定性，来自于其墩高的应用情况，随着墩高的变化程度而不断的发生变化。这里面的二号桥墩是全全桥的最高墩，并且这种结构的应用过程中，进行钢筋混凝土的空心墩的应用，不利于进行良好桥梁稳定性的分析，为了更好的满足实际工作的需要，进行桥墩有限元模型的更新应用是必要的，从而满足桥梁的风荷载强度的应用需要。

除了要做好上述工作的分析，也要进行悬臂状态下的稳定性的分析。以此实现最大悬臂的稳定性的控制，该结构应用是主梁悬臂施工的最不稳定性的状态。其桥梁的悬臂长度是93m，第二号墩是98m，所以说第二号墩是最危险的。通过对二号墩及其主梁最大悬臂的分析，可以做好施工阶段的稳定性的剖析，实现主梁的分离式模型的应用，保证钢筋及其混凝土的良好处理，实现这两者的协调性。针对以上状况，可以进行八节点三维非线性实体单元SOLID45的应用，从而进行混凝土的模拟，利用好相关的组合单元进行预应力钢筋的良好模拟，从而实现预应力的有效控制，实现相关单位的结合，以满足实际工作的需要。

3 在施工环节中，如果到达其最大悬臂，TX形刚结构受到自重，风荷载，不平衡荷载等的影响。这需要进行挂篮重量的控制，在施工过程中，需要预防到挂篮不正常工作的情况，因此进行动力问题的分析，按照静力情况进行相关的计算，做好动力放大系数的控制工作。除了做好上述的工作，也要进行墩梁的有限单元模拟工作，在城桥环节，需要进行成桥的主梁压杆件单位模拟活动工作，保证桥墩及其地基的固结性的考虑，控制好相关的施工状况，进行第一类稳定性的分析，再进行全桥的稳定性影响的分析，进行风载影响状况的分析，保证结构自重的单元控制，实现恒载情况下的布荷载方式的应用。

稳定计算结果与分析按以下两种工况分别计算，工况1：结构自重；工况2：结构自重+二期恒载。本文通过对高墩大跨连续刚构桥的稳定性计算结果进行分析得到以下结论：高墩大跨径桥梁结构的稳定性主要与施工阶段有关，而施工时风荷载以及一侧失重等情况对结构的内力影响较大，对其稳定性的影响不大。

结语

高墩大跨连续刚构桥的空间弹性稳定性方案的更新，需要考虑到现阶段桥梁工程结构的技术问题、设备问题、人员应用问题。

参考文献

[1]张新平.高墩专项施工安全技术方案[J].山西建筑，2011（27）.

[2]李安渠.大跨预应力连续刚构桥高墩优化设计研究[J].公路，2011（06）.

中图分类号：U448

文献标识码：A