淺談高墩大跨連續剛構橋的空間彈性穩定性方案

孫秀麗（江蘇省鎮江市四通公路工程有限公司，江蘇 鎮江 212200）

淺談高墩大跨連續剛構橋的空間彈性穩定性方案

孫秀麗
（江蘇省鎮江市四通公路工程有限公司，江蘇 鎮江 212200）

摘 要：為了滿足現階段高墩大跨連續剛構橋的工作需要，進行空間彈性方案的更新是必要的，整體來說，這種高墩大跨徑連續剛構橋的應用還是非常普遍的，在我國的公路及其鐵路建設中，經常可以看到它應用的影子。為了滿足先接待剛構橋的應用需要，進行跨高應用方向的明確是必要的，尤其是明確好剛構橋的整體穩定性狀況，從而適應當下剛構橋的工作需要，解決起失穩的問題，進行解決方案的更新應用，這里也涉及到ANSYS軟件的應用，從而更好的實現雙線特大連續剛構橋的穩定性的應用，最好仿真的計算工作。

關鍵詞：橋梁；連續剛構；仿真性；穩定性

目前來說，我國的高墩大跨連續剛構橋應用體系是不健全的，其存在問題表現在各個方面，比如不明確的受力性，過差的行車速度，及其過于落后的施工環節，這些步驟都需要得到重視，從而實現高墩大跨連續剛構橋的推廣應用，提升我國橋梁工程的應用效益，解決當下基礎工程中的相關問題。

一、關于高墩大跨連續剛構橋應用結構的分析

1 在實踐應用中，這種高墩大跨連續剛構橋技術不斷得到更新，其受力具備明確性的特點，其施工技術隨著不斷更新，也越來越成熟。在高橋墩橋梁工作中，薄壁柔性墩的適應性是非常強的，特別適合于山區高速公路的應用工作。隨著科技的進步，現實的橋梁工作，對于橋梁的跨徑要求也越來越高，其要求也越來越多，各種橋塔日益的林立，需要進行高質量材料的應用，從而適應其局部剛度鞏固及其結構優化的目的。伴隨著這種應用趨勢，該橋梁的穩定性日益引起重視，需要做好橋梁的穩定性的工作，從而實現該整體結構的內力作用的優化。

世界上的很多橋梁事故都為我們提供了前車之鑒，很多橋梁都因為喪失穩定性，而出現一系列的承載事故。比如俄羅斯的敞開式橋，該橋事故的出現是源于上弦桿的失穩性，從而導致其全橋的破壞情況，又如加拿大的魁北克橋，這種橋由于下弦桿的腹板翹曲而出現一系列的破壞情況。

二、關于失穩問題及其相關理論應用方法的分析

1 所謂的結構失穩，就是橋梁受到外力的影響，其結構的平衡性失去控制，從而導致其穩定性的喪失，導致其變形并且變形的迅速擴大化，導致其結構的破壞。通過對結構穩定性的分析，更有利于進行失穩荷載的優化。這涉及到多個方面的問題，比如分支點的失穩性問題，又如極值點的失穩性問題。通過對第一類穩定問題的分析，更有利于進行特征值的剖析，進行極限承載能力的控制，滿足現階段工作的需要。

上述情況的出現，都是由于失穩荷載作用的影響，其切線剛度出現差異性，從而導致其平衡方程的錯誤，這就導致結構的不穩定性。在第一類穩定性問題分析過程中，可以看到結構的失穩性，是由于前小變形狀況，材料線性狀況。而第二類穩定性的問題，則需要進行結構材料及其幾何非線性的考慮。在實際應用工程中，所謂的穩定性的問題，就是第二類的失穩性的分析。為了更好的進行第一類穩定問題的求解，需要進行兩類問題的臨界值的分析，保證第一類穩定問題的剖析。

下面是一個具體應用案例，某個鐵路上，存在一種跨越山谷的雙線特大橋，該橋的應用進行了預應力混凝土連續剛構的應用。其中跨中部是等高梁段，其梁段底下按照二次拋物線變化進行工作。該箱梁的主墩是鋼筋混凝土空心式，這里可以看到其墩身的底部及其頂部都是一種實心結構，中心是一種空心結構，墩身外側是一種垂直性的角度。

2 通過對ANSYS軟件的應用，可以很好的進行其穩定性的分析。連續剛構橋的穩定性的分析，涉及到高墩自體穩定性的分析，涉及到主梁的最大懸臂的穩定性及其城橋后的全橋穩定性的分析，可以利用ANSYS對這些程序依依進行穩定性的分析，以滿足當下工作的需要。

通過對一系列的數據的分析，可以得知薄壁空心高墩的自體穩定性，來自于其墩高的應用情況，隨著墩高的變化程度而不斷的發生變化。這里面的二號橋墩是全全橋的最高墩，并且這種結構的應用過程中，進行鋼筋混凝土的空心墩的應用，不利于進行良好橋梁穩定性的分析，為了更好的滿足實際工作的需要，進行橋墩有限元模型的更新應用是必要的，從而滿足橋梁的風荷載強度的應用需要。

除了要做好上述工作的分析，也要進行懸臂狀態下的穩定性的分析。以此實現最大懸臂的穩定性的控制，該結構應用是主梁懸臂施工的最不穩定性的狀態。其橋梁的懸臂長度是93m，第二號墩是98m，所以說第二號墩是最危險的。通過對二號墩及其主梁最大懸臂的分析，可以做好施工階段的穩定性的剖析，實現主梁的分離式模型的應用，保證鋼筋及其混凝土的良好處理，實現這兩者的協調性。針對以上狀況，可以進行八節點三維非線性實體單元SOLID45的應用，從而進行混凝土的模擬，利用好相關的組合單元進行預應力鋼筋的良好模擬，從而實現預應力的有效控制，實現相關單位的結合，以滿足實際工作的需要。

3 在施工環節中，如果到達其最大懸臂，TX形剛結構受到自重，風荷載，不平衡荷載等的影響。這需要進行掛籃重量的控制，在施工過程中，需要預防到掛籃不正常工作的情況，因此進行動力問題的分析，按照靜力情況進行相關的計算，做好動力放大系數的控制工作。除了做好上述的工作，也要進行墩梁的有限單元模擬工作，在城橋環節，需要進行成橋的主梁壓桿件單位模擬活動工作，保證橋墩及其地基的固結性的考慮，控制好相關的施工狀況，進行第一類穩定性的分析，再進行全橋的穩定性影響的分析，進行風載影響狀況的分析，保證結構自重的單元控制，實現恒載情況下的布荷載方式的應用。

穩定計算結果與分析按以下兩種工況分別計算，工況1：結構自重；工況2：結構自重+二期恒載。本文通過對高墩大跨連續剛構橋的穩定性計算結果進行分析得到以下結論：高墩大跨徑橋梁結構的穩定性主要與施工階段有關，而施工時風荷載以及一側失重等情況對結構的內力影響較大，對其穩定性的影響不大。

結語

高墩大跨連續剛構橋的空間彈性穩定性方案的更新，需要考慮到現階段橋梁工程結構的技術問題、設備問題、人員應用問題。

參考文獻

[1]張新平.高墩專項施工安全技術方案[J].山西建筑，2011（27）.

[2]李安渠.大跨預應力連續剛構橋高墩優化設計研究[J].公路，2011（06）.

中圖分類號：U448

文獻標識碼：A