薄壁箱型截面高墩穩(wěn)定性分析

許華尚

摘? 要：文章主要介紹了某高速公路箱型截面高墩的穩(wěn)定分析，簡要說明了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定基本理論，探討了考慮材料非線性和幾何非線性的橋墩穩(wěn)定性行為，并討論了橋墩截面高度或?qū)挾鹊淖兓瘜?duì)穩(wěn)定性的影響，從穩(wěn)定的角度為橋墩截面設(shè)計(jì)提供依據(jù)，可為類似工程設(shè)計(jì)提供一定借鑒。

關(guān)鍵詞：箱型薄壁墩;穩(wěn)定分析;非線性

Abstract： This paper mainly introduces the stability analysis of a high pier with box section of a highway， briefly describes the basic theory of structural stability， discusses the stability characteristics of the pier considering material nonlinearity and geometric nonlinearity， and discusses the influence of the change of the height or width of the pier section on the stability， which provides the basis for the design of the pier section from the stability， and can provide some reference for similar engineering design.

山區(qū)高速公路建設(shè)條件相對(duì)復(fù)雜，地形起伏變化較大，不良地質(zhì)就較多，橋梁往往選用高墩大跨。研究表明，當(dāng)橋墩高度超過50m時(shí)，較多選用空心薄壁墩，而此類橋墩具有一定的特殊性，其穩(wěn)定性較差，穩(wěn)定問題往往成為設(shè)計(jì)和施工過程中的控制因素[1-2]。

1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本理論及設(shè)計(jì)思路

結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)是指在外力作用下結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)開始喪失穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)失去正常工作能力的現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題可分為彈性穩(wěn)定（第一類穩(wěn)定）和彈塑性穩(wěn)定（第二類穩(wěn)定），其中彈性穩(wěn)定力學(xué)模型所得到的臨界荷載可作為彈塑性穩(wěn)定承載力的上限，而彈塑性穩(wěn)定在一定程度上代表了體系的極限承載能力[3]。

一類穩(wěn)定不考慮材料與幾何的非線性問題，是理想狀態(tài)下的特征值求解，可歸屬于彈性穩(wěn)定。二類穩(wěn)定問題表現(xiàn)出明顯的非線性效應(yīng)，隨著荷載的增加在應(yīng)力比較大的區(qū)域出現(xiàn)塑性變形，結(jié)構(gòu)變形很快增大，當(dāng)荷載達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，即使不再增加，結(jié)構(gòu)變形也自行迅速增大而致結(jié)構(gòu)破壞。在分析二類穩(wěn)定時(shí)，往往需要同時(shí)考慮材料非線性和幾何非線性，屬于彈塑性穩(wěn)定。……