某公路桥梁高墩稳定性计算知识讲解

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公路桥梁高墩稳定性计算

公路桥梁高墩稳定性计算

公路桥梁高墩稳定性计算公路桥梁的高墩是其结构中承载桥面荷载的重要组成部分,因此对高墩的稳定性进行计算是非常关键的。

高墩的稳定性计算主要涉及到墩身的轴心受压、弯矩和剪力等力的计算,以及墩基的稳定计算。

首先,对于高墩的轴心受压力计算,需要考虑到桥梁上的荷载、风荷载和地震荷载等。

桥梁上的荷载主要包括自重、活载和施工荷载等,这些荷载根据设计规范进行计算,得到作用在墩身上的力。

风荷载主要通过风洞试验等方法进行计算,根据设计规范得到作用在墩身上的力。

地震荷载则需要考虑到地震引起的水平力和竖向力,通过地震工程知识进行计算。

其次,对于高墩的弯矩和剪力计算,需要根据墩身的几何形状和荷载的布置进行分析。

墩身通常采用简化为直线或曲线形状进行计算,弯矩和剪力可以通过静力平衡方程进行计算。

在考虑局部开裂和横向弯曲对墩身截面性能的影响时,需要考虑到混凝土的弹性和破坏性质。

此外,为了提高结构的整体性能,还需要进行一些详细计算,如使用有限元方法进行弯矩和剪力的计算。

最后,对于高墩的墩基稳定计算,主要考虑墩基在土体中的稳定性。

需要考虑的因素包括土层的性质、地下水位、局部地质条件等。

墩基的稳定计算主要包括承载力和稳定性的计算。

承载力的计算可以根据土工试验数据和有关规范进行,考虑土的剪切强度和压缩性。

稳定性的计算则需要考虑土体的侧向力和抗滑力,通过土力学理论和稳定性分析方法进行计算。

综上所述,公路桥梁高墩稳定性计算涉及到墩身的轴心受压、弯矩和剪力等力的计算,以及墩基的稳定计算。

通过这些计算可以评估高墩的稳定性,为桥梁结构设计和施工提供可靠的依据。

公路桥梁高墩施工阶段稳定性分析与施工控制技术

公路桥梁高墩施工阶段稳定性分析与施工控制技术

公路桥梁高墩施工阶段稳定性分析与施工控制技术发表时间:2015-10-14T16:50:42.683Z 来源:《工程建设标准化》2015年6月总第199期供稿作者:谢书合[导读] 菏泽市公路工程监理咨询处,山东,菏泽,274000 公路桥梁高墩施工作为较为特殊的施工技术,在现代山区公路建设占据了重要的地位。

(菏泽市公路工程监理咨询处,山东,菏泽,274000)【摘要】公路桥梁高墩施工作为较为特殊的施工技术,在现代山区公路建设占据了重要的地位。

然而由于桥梁高墩本身结构较为特殊,且处于较为复杂的工作环境,因此我们需要对于高墩结构进行稳定性分析与施工质量控制。

本文分析影响高墩结构施工阶段的各项因素,并且就如何在施工阶段控制稳定性与施工质量提出合理的建议。

1.影响公路桥梁高墩结构的主要因素研究桥墩是桥梁建设重要的一部分,桥墩本身除了要承受整个桥梁的重量,还要抵抗底部长期的水流、气流冲击,这就对桥墩的稳定性以及施工质量提出了较高的要求。

高墩结构作为更高的桥墩结构,施工质量控制更加重要,不就要求稳定性以及施工质量高,同时其截面应力始终处于安全的范围内,且具有较高的安全系数。

1.1温度影响由于桥墩的施工以及工况是出于复杂的环境,因此我们需要考虑温度变化尤其是年温度变化对于公路桥梁高墩结构的影响。

在大型的公路桥梁高墩结构中,由于整体结构较大,内部的混凝土钢筋的比热容较小,导致了内部的温度不均匀。

而温度不均匀就会产生热应力,这种无规律的热应力对于桥梁结构的影响较大。

而造成温度变化的主要因素是环境温度变化以及太阳辐射强度,因此我们在施工前要进行考察。

1.2风荷载的影响由于公路桥梁高墩结构一般情况下都是出于偏远地区以及山区,这些地方的风力较大,由此产生的风载荷对于公路桥梁高墩结构的影响也较大。

风载荷属于一种复杂的动载荷,尤其是对于桥架等体积较大的高空构件,由于风载荷的作用会产生变力冲击循环,进而引起构件的疲劳损坏。

其次风载荷会对于桥墩产生剪应力以及扭矩,根据欧拉公式可知,当桥墩、塔架等柔性构件在高空由于风载荷的作用会使得整体结构产生较大的剪应力以及扭矩。

【精品】桥梁高墩的稳定与变形分析

【精品】桥梁高墩的稳定与变形分析

桥梁高墩的稳定与变形分析桥梁高墩的稳定与变形分析桥梁高墩的稳定与变形分析摘要:在桥梁设计中,保证结构的高稳定性,良好的承载能力及施工的可行性是设计者们首先要考虑的问题。

在山岭重丘区修建高等级公路,因山高路陡,为满足线形的要求,经常会碰到在弯道且跨越河谷时选择桥位,这样七八十米高、甚至上百米高的弯道桥梁都有可能碰到。

本文通过对桥墩的稳定性及变形理论的分析,分别讨论影响桥墩稳定性的各个因素,为设计者提供理论性的参考及设计依据。

关键词:稳定高墩变形1、两类稳定问题结构失稳是指在外力作用下结构的平衡状态开始丧失稳定,稍有扰动则变形迅速增大,最后使结构遭到破坏。

有两类稳定问题,第一类稳定叫平衡分支问题,即达到临界荷载时,除结构原来的平衡状态理论上仍然可能外,出现第二个平衡状态,例如轴心受压直杆。

第二类是结构保持一个平衡状态,随着荷载的增加,在应力比较大的区域出现塑性变形,结构的变形很快增大。

当荷载达到一定数值时,即使不再增加荷载,结构的变形也会自行迅速增大而使结构破坏。

这个荷载实际上是结构的极限荷载。

也称临界荷载,例如偏心受压构件。

实际上的结构稳定都属于第二类。

但是第一类稳定问题的力学情况比较单纯明确,在数学上作为求特征值问题也比较容易处理,而它的临界荷载又近似的代表第二类稳定问题临界荷载的上限,所以在理论分析上占很重要的地位。

第一类稳定问题表现在加载过程中,构件的平衡状态出现分支现象,使原有的平衡状态失去稳定而转向新的平衡状态;在第一类稳定问题中,当加载到时。

表示平衡分支即将出现,称为压屈荷载。

在第二类稳定问题中,当加载到时,表示构件的承载力即将降低,称压溃荷载。

两类稳定问题的P-Δ曲线如图1-1。

工程中研究结构稳定问题的目的在于寻求相应的临界荷载及临界状态,防止不稳定平衡状态的发生,从而确保结构安全。

两类稳定问题临界荷载1.结构的第一类稳定问题,在数学上归纳为广义特征值问题的最小特征值的求解。

通过广义特征值计算,求出其中的最小特征值则结构的临界荷载特征值所对应的特征值向量即结构临界状态的失稳模态。

对于高墩桥梁稳定性的研究

对于高墩桥梁稳定性的研究

其 中 “=

Qo r=D ∞ k B u
柱式墩 , 台 采 用 肋 式 台, 础 为 钻 孔 灌 注 桩 基 础 。 桥 基
从 资料得知 , 主桥 第 三号桥 墩 最 高为 7.m。主 桥立 48
面图及主墩尺 寸见 下 图 1 。
f ̄ B d Bo V D
(.) 24


际支撑情况 , 台下九 根桩施加三方 向位移 约束 。 将承
3 2 工况组合 .
由于失稳 定前 是小 变形 状态 , 。 和
相 对 于
三号桥墩 最高 (4 8 7 . m)在 悬 臂施 工 到 合拢 阶段 时, 此种情 况下稳定性 最差 。 结构 自重在 单元 内计 人 , 其 他载荷分别 以其相应形 式施加 到模型 。
其 中 是结构 的 弹性 刚度矩阵。 将 ( . )式 用 于 现 在 的 情 况 , 其 中的 21 则

中 r Po并且 的 5=o= cr :J r,
舭V d

P 舭 舭 V (.) e T r J o d 25 在稳定性分析中, t 通常
用符号 ( 表示 , 应力的线形 函数 。 。 ) 它是


萍(9 1 女 , 17 一) 河南南 阳人 , 郑州市 公路勘察 设计 院高级工程师 。
马涣杰 (95 女 , 中牟人 , 17 一) 河南 郑州市公路 勘察设计 院工程师 。
3 3
维普资讯
=P l H D ( )V B。 ) B。H d (
线形 方程 的 切线 刚度矩 阵成 为 奇异 时 的 P 的I 值 临界 P 。 于完全拉格 郎 日格式 , 对 即求解 以下 特征值 问题 :

公路桥梁高墩施工阶段稳定性分析与施工控制技术顾恒恒

公路桥梁高墩施工阶段稳定性分析与施工控制技术顾恒恒

公路桥梁高墩施工阶段稳定性分析与施工控制技术顾恒恒摘要:高墩施工的稳定性对整个工程的质量至关重要。

本文就在简述高墩施工稳定性的标准及必要性的基础之上,对影响高墩稳定性的主要因素进行了简要说明,据此提出如何通过施工技术的采用增强高墩施工的稳定性,以期让公路桥梁高墩的施工能够更科学的进行,提升整体工程的施工质量。

关键词:公路桥梁;高墩施工;稳定性;施工控制桥梁是公路的重要组成部分之一,它的施工水平与稳定性对公路能否顺利完工、工程质量与使用寿命等都有着极为关键的影响。

高墩施工则是桥梁建设中最为关键的环节,在实际的施工过程中,高墩施工因地形的复杂性影响,多采用空心建造法,施工难度也很大,桥梁的高墩施工的技术与稳定性控制也由此成为施工单位最为关注的一部分。

1、公路桥梁高墩施工稳定性控制的标准及其必要性1.1高墩施工稳定性的判定标准对高墩施工稳定性的判定主要有下述两种方法。

第一种是依据建设的高墩内部结构是否具备稳定性,能否在承受足够负荷的前提下,依旧保持结构的直线与曲线平衡,即是否满足静力准则,假使高墩能够维持上述两种平衡态势的其中一种,即表示高墩结构比较稳定;倘若高墩同时呈现直线与曲线平衡的状态,表明高墩的结构尚不稳定。

第二种判断高墩施工稳定性的方法是动力准则,即在有外界因素干扰高墩结构的前提下,如果高墩能够单凭自身结构化解这些干扰,就说明高墩结构比较稳定,若是无法化解干扰甚至引起高墩振动,就说明高墩的结构不稳定。

1.2高墩施工稳定性控制的必要性高墩的稳定性对公路桥梁施工的质量具有决定性的作用。

但在高墩的施工过程中,桥梁自己的偏向力、外界温度、风力等多种因素,都容易对高墩内部结构的稳定性与整体使用的持久性造成影响,因此,高墩稳定性总体而言是较低的。

为了能更好的保障公路桥梁的安全性与使用寿命,对高墩施工稳定性的控制乃是整个工程的重中之重。

只有让高墩能够承担部分外界负荷力,让主体桥梁不会因过重负荷而产生不可挽回的影响。

桥墩稳定性验算

桥墩稳定性验算
桥 梁 工 程
主讲 李勇
其他形式墩台
柔性墩台 空心墩 地震区桥梁墩台 桥算是为确定桥墩台的最经济合理的断面 尺寸,以保证施工和运营时满足下列要求: 实体墩台的每一截面合力的偏心,均满足 《桥规-4》要求的允许范围 墩台每一截面的压应力均不超过圬工的许用 应力,纵向弯曲稳定、墩台顶弹性水平位移 均满足《桥规-3》的要求 高墩、空心墩及其他轻型墩台,还应考虑局 部稳定性、抗裂性、振动、温度及混凝土收 缩的影响



其他形式墩台 桥墩的计算荷载



竖向荷载,包括恒载(结构自重、覆 土重、水浮力)和上部活载 纵向活载,包括制动力、牵引力及风 力等 横向荷载,包括离心力,横向风力, 流水压力及船只撞击力
其他形式墩台
计算荷载的组合


主力,凡可能出现的主力(恒载和活载) 主力加纵向附加力,同时出现的主力和相应 的纵向附加力的组合 主力加横向附加力,同时出现的主力和相应 的横向附加力的组合
?实体墩台的每一截面合力的偏心均满足桥规4要求的允许范围桥规要求的允许范围柔性墩台?墩台每一截面的压应力均不超过圬工的许用应力纵向弯曲稳定墩台顶弹性水平位移均满足桥规3的要求?高墩空心墩及其他轻型墩台还应考虑局部稳定性抗裂性振动温度及混凝土收缩的影响其他形式墩台?竖向荷载包括恒载结构自重覆土重水浮力和上部活载纵向活载包括制动力力等牵引力及风桥墩的计算荷载?纵向活载包括制动力牵引力及风?横向荷载包括离心力横向风力流水压力及船只撞击力其他形式墩台?主力凡可能出现的主力恒载和活载?主力加纵向附加力同时出现的主力和相应的纵向附加力的组合计算荷载的组合?主力加横向附加力同时出现的主力和相应的横向附加力的组合恒载是固定不变的重点是考虑最不利的活载与恒载及附加力组合其他形式墩台活载布置图式单孔轻载

高墩施工阶段稳定分析

高墩施工阶段稳定分析

高墩施工稳定性分析1 概述本桥主墩3号墩墩高72.158m,4号墩墩高95.158m,壁厚70cm,倒角50*50cm。

高墩施工每仓4.5米,最后一仓施工高度为88米。

高墩稳定性分析基于4号墩分析。

4号墩最后一仓最不稳定,按照设计要求,在横隔板处设置2根直径800mm壁厚20mm的钢管,横桥向间距5.8m。

2设计与计算依据(1)《高墩结构图》(设计院提供)(2)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(3)《路桥施工计算手册》(人民交通出版社)(4)《结构设计原理》(人民交通出版社)(5)《结构力学:下册》(高等教育出版社)(6)《建筑结构荷载规范》3基本参数3.1容许应力混凝土标号为C50,弹性模量E=3.45e4。

混凝土强度设计值:抗压fck=22.4MPa,抗拉ftk=1.83MPa。

Q235容许拉应力140MPa,弯曲应力145MPa,45号钢容许剪应力125MPa。

4计算荷载4.1永久荷载4.1.1模板与背楞荷载模板20.5T、背楞8T,计28.5T。

4.1.2模架荷载模架19T。

4.1.3混凝土重量混凝土按2.6*10^4N/m^3考虑(包含劲性骨架)。

混凝土方量2.6*(3.5*7.5*2+14*4.75)=309T共计:28.5+19+309=356.5T4.2活荷载4.2.1施工机具及人群荷载施工机具及人群荷载按2KN/m^2计。

0.2*3.5*7.5=5.25T4.2.2风荷载设计总说明中:15.7KN/m4.2.3温度荷载设计总说明中根据《公路桥涵设计通用规范》5计算过程5.1静力分析计算(横桥向风荷载)5.1.1荷载固定荷载(1)自重(2)总计F=356.5+5.25=361.75风荷载设计总说明中:15.7KN/m5.1.2力学模型有限元力学模型5.1.3计算结果混凝土墩顶最大顺桥向位移 5.3cm。

最大Misse应力2.5MPa<140MPa满足要求。

位移等值线图(单位:cm)Mises应力等值线图(单位:N/cm2)5.2屈曲分析计算(横桥向风荷载)5.2.1荷载固定荷载(3)自重(4)总计F=356.5+5.25=361.75风荷载设计总说明中:15.7KN/m5.2.3计算结果屈曲分析1阶模态位移屈曲分析前5阶模态值5.3静力分析计算(顺桥向风荷载)5.3.1荷载固定荷载(5)自重(6)总计F=356.5+5.25=361.75风荷载顺桥向:33.64KN/m5.3.2力学模型有限元力学模型5.3.3计算结果混凝土墩顶最大顺桥向位移17cm。

高墩大跨连续刚构稳定性分析

高墩大跨连续刚构稳定性分析
结果。
梁采用单箱双室截面 , 箱梁顶板宽 2 . 底板宽 1. 内 03 m, 2 9m,
侧悬臂 2 6 外侧悬臂 4 8i, . m, . 主墩处根部梁高 1. 跨 中 n 51 m,
梁 高 4 6m, 顶 板 厚 5 m, 底 板 厚 15~ 5c . 梁 0c 梁 4 3 m,边 腹 板 厚 10— 0c 0 4 m,中腹 板 厚 7 0—4 m, 梁 梁 底 曲线 按 18 0c 箱 .
表 明 结 构 在 最 大双 悬臂 状 态 的稳 定性 安 全 储 备 较 低 , 该 加 强对 高墩 大跨 连 续 刚 构 的施 工监 控 。 应
【 关键词】 高墩大跨; 连续_构 ; 稳定性; 失稳模态 冈 】 l
【 中图分 类号 】 U 4.3 482 【 文献标识码 】 A
( K。 +A[ ] { }= [ ] 。 ) 0
这就是计 算稳定安全的特征方程式 , 以将求 欧拉稳定 可 问题 归结 为求 特征 值 问题 , 如果方 程有 n阶, 么理论 上存 那 在n 个特征值 A A A ……A 。在实 际工程 中, , , , 只有 最小 的特 征值 或最小 的稳定 安全 系数 才有 实际 意义 , 时 的特 这
次方的抛物线变化 , 梁顶 面设 置成 15 箱 . %的单向横坡 。 主墩 为双肢薄壁墩 , 墩身单 肢截 面尺 寸为 1. 2 9m×26 . m, 肢间净距为 6 8m, 界墩 为空 心薄 壁墩 , 身截 面尺 寸 . 交 墩 为 1. 29m×35m, . 壁厚 0 8m。主桥桥 墩 1 1 1 . 3 、4 、5 高度 分别 为 6 5 5 1m、4m、5m。上游 幅桥 在设计 洪水 位 以下 部分 的迎 水面设 置分 水尖 。主墩 基 础为 群桩 基 础 , 台尺 寸为 承 1. 7 4m×1 × . 每个 承 台下 布置 9根 直 径 为 2 8m 6m 4 5m, . 桩 ;2 、6 桥墩高度分别为 6 . 5 . 1 1 9 4m、14 m。上游 幅桥在设 计洪水位 以下部 分 的迎水 面设置分 水尖 。群桩基 础承 台截 面尺寸为 1. 9× 1每个承 台下 布置 8根 直径为 2m 7 2m× 31, ' I

桥梁高墩施工阶段稳定性及其施工控制

桥梁高墩施工阶段稳定性及其施工控制

桥梁高墩施工阶段稳定性及其施工控制摘要:高桥墩的长细比较大,且结构本身柔度高、刚度被削弱,施工易受风载、温度载荷的影响,因此,稳定性控制至关重要。

本文结合桥梁高墩施工实例展开探究,先对影响桥梁高墩施工稳定性的因素进行分析,再对施工稳定性控制内容与方法进行探究,以期有效预防施工中因风载、施工偏载、温度荷载综合作用下造成的桥墩变形、弯矩增大情况,从而提高高桥墩施工质量,减少安全风险。

关键词:桥梁工程;高墩施工;施工技术;稳定性;控制引言:为完善交通运输体系的建设,山地丘陵地区路桥工程建设数量不断增多,但受到地形条件的限制,在深沟峡谷地区需要建设空心薄壁截面形式的高桥墩,由于其刚度低、柔度大,未形成完整结构前容易受风载、荷载的作用出现变形。

因此,施工阶段对于高桥墩稳定性的控制成为控制工作的重点,而探究可靠的控制方法,对维护桥梁高墩施工稳定有着重要现实意义。

1工程概况某地建设总长度为57.329km的公路工程,设计为标准六车道、时速100km,工程跨越3个县级市,需建设4座桥梁(特大桥1座、大桥2座、中小桥1座),墩身长≥15m、柱径160cm的高墩柱共103个。

2桥梁高墩施工阶段稳定性影响因素2.1 温度桥梁高墩施工中应用较多具有温度敏感性的材料,温度变化会使材料性能发生改变,进而对施工安全、质量产生影响。

例如,混凝土结构受温度影响后,在固结期间出现结构内外温差过大情况,造成结构强度、刚度下降,甚至会出现裂缝等病害。

高墩主要建设在山谷、山地,此类地区气候环境特殊,昼夜温差较大,高墩不同截面太阳辐射量不同、各个施工段所处海拔不同,会使温度对施工稳定性造成不同程度的干扰。

2.2 弹性本项目高墩为薄壁高墩,结构的弹性受自重载荷、施工载荷、风载荷、温度载荷等多方面因素的影响,其中施工载荷的影响程度最高。

主要因施工荷载的增加会导致墩身出现不同程度的弹性变形,容易造成结构失稳。

2.3 线性稳定因素空心薄壁高墩稳定性分析中线性稳定性因素是分析重点,主要因高墩结构刚度偏小,风荷载与温载对墩顶的影响较大,墩顶发生偏移后则导致结构线性稳定差,也易发生结构失稳风险。

薄壁箱型截面高墩稳定性分析

薄壁箱型截面高墩稳定性分析

薄壁箱型截面高墩稳定性分析
薄壁箱型截面高墩常常用于高速公路、城市快速路及大桥等工程中,其具有结构强度高、施工方便、使用寿命长等优点。

在设计高墩时,需要充分考虑其稳定性。

本文将对薄壁箱型截面高墩的稳定性进行分析。

1.高墩稳定性原理
高墩在承受荷载的同时还需要保持其稳定性。

高墩的稳定性是指其在荷载作用下,能
够保持稳定状态的能力。

高墩稳定性分析一般采用平衡方程法和能量原理法两种方法。

平衡方程法是通过分析高墩受力平衡条件,推导出高墩的稳定性方程式,来确定高墩
的稳定状态。

2.薄壁箱型截面高墩的构造原理
薄壁箱型截面高墩是由上部结构、立柱和基础三部分组成。

上部结构包括横梁、支
座等;立柱是高墩的主要受力构件,其承受荷载并传递到基础上;基础则是高墩的承重部分,能够承受传递下来的荷载并平衡支撑。

薄壁箱型截面高墩的稳定性分析包括无影响线稳定性分析和影响线稳定性分析两部分。

无影响线稳定性分析是指高墩不考虑车辆行驶时的稳定性分析。

其分析方法主要是采
用静力平衡法和有限元法,推导出高墩的稳定性方程式。

4.稳定性分析结论
综合以上稳定性分析结果,得出以下结论:
薄壁箱型截面高墩主要稳定性问题在于横向稳定性。

因此,在设计时应考虑刚度抗力
和横向地震荷载作用下的稳定性。

此外,基础的设计也是保证高墩稳定性的重要因素。


根据具体情况,采用深基础或扩大基础等方式提高高墩的稳定性。

总之,薄壁箱型截面高墩是一种简单易施工,结构强度高且使用寿命长的高墩形式。

通过充分考虑其稳定性,可以保证高墩的使用效果。

某公路桥梁高墩稳定性计算知识讲解

某公路桥梁高墩稳定性计算知识讲解

某公路桥梁高墩稳定性计算知识讲解公路桥梁高墩的稳定性计算是工程设计中非常重要的一项内容,它关系到桥梁的安全性和稳定性。

下面将对公路桥梁高墩稳定性计算的知识进行讲解。

一、计算前的准备工作在进行桥梁高墩稳定性计算之前,需要完成以下准备工作:1.收集有关设计方案的资料,并了解设计要求和规范要求。

2.确定桥梁的荷载情况,包括静态荷载和动态荷载。

3.进行地质勘察工作,了解桥梁的基础地质情况。

4.确定桥墩的地基承载力。

5.编制计算程序和表格,对计算结果进行记录和汇总。

二、水平力的计算高墩在受到弯矩作用时,会产生一定的水平力。

在计算高墩的稳定性时,需要先计算这个水平力的大小。

水平力的计算公式为:F=M/h其中,F为水平力大小,M为高墩受到的弯矩大小,h为高墩的高度。

三、桥墩稳定性分析在进行桥梁高墩的稳定性计算时,首先需要进行桥墩的稳定性分析。

一般情况下,桥墩的稳定性分析包括以下几个方面:1.倾覆稳定性分析:即桥墩是否会倾覆。

主要是根据桥墩的弯矩大小和地基的承载力来进行判断。

2.滑移稳定性分析:即桥墩是否会滑移。

主要是比较桥墩施加在地基上的垂直力和地基的水平承载力。

3.地基承载力的计算:地基承载力的大小对桥墩的稳定性有重要影响。

地基承载力的计算一般采取极限平衡法或变位法。

4.桥墩的变形控制:桥墩的变形控制是为了确保桥梁在使用寿命内不会发生破坏。

四、稳定性计算方法桥梁高墩的稳定性计算一般采用强度法和变位法。

1.强度法:强度法是指在确定桥墩的稳定性时,根据桥墩的荷载和强度参数,比较各个力和强度的大小,以确定桥墩的稳定性。

计算时,需要计算各个力(如竖向荷载、剪力、弯矩等)的大小,并与桥墩的强度进行对比,以确定其是否满足要求。

2.变位法:变位法是指在确定桥墩的稳定性时,根据桥墩的位移和地基反力之间的关系,计算桥墩的稳定性。

计算时,需要计算桥墩的位移和地基反力,并根据位移和地基反力的关系,判断桥墩是否稳定。

五、计算结果的评价在完成桥梁高墩稳定性计算后,需要根据计算结果进行评价。

对于高墩桥梁稳定性的研究

对于高墩桥梁稳定性的研究

压按规范取桥横向风压的 70% 。
3. 2. 2 挂篮影响
挂篮重量取为 600KN ,其中挂篮不正常工作情况
即为在施工过程中挂篮突然脱落 , 此种情况为动力问
题 ,但仍可按静力情况计算 ,其中动力放大系数 K = 1
+ 1 + 2h /△ = 2 根据载荷不同共计算五种工况 : 工况 1:自重 工况 2:自重 +横桥方向风压 工况 3;自重 +纵桥方向风压 工况 4;自重 +挂篮正常工作 工况 5:自重 +挂篮非正常工作 3. 3 计算结果 3. 3. 1 桥墩无横隔板 本文计算了每种工况下前两阶失稳因子 , 失稳特
关键词 :稳定性 高墩 有限元
1 工程概况 某大桥是某高速公路上一座特大公路桥 ,为连续
刚构桥 ,采用悬臂浇筑施工法 。大桥引桥上部采用 30m 装配式预应力混凝土连续箱梁 ,主桥采用 45 + 3 ×80 + 45m 连续刚构 ,主墩为双薄壁空心墩 ,引桥采用 柱式墩 ,桥台采用肋式台 , 基础为钻孔灌注桩基础 。 从资料得知 ,主桥第三号桥墩最高为 74. 8m。主桥立 面图及主墩尺寸见下图 1。
参考文献
[ 1 ]马保林. 高墩大跨连续刚构桥 [M ]. 北京 : 人民交通出版社.
2001. 9. [ 2 ]王勖成. 有限单元法 [M ]. 北京 : 清华大学出版社 (第一版 ) .
2003. 7. [ 3 ]贺拴海. 桥梁结构理论与计算方法 [M ]. 北京 : 人民交通出版
社. 2003. 8. [ 4 ]《公路桥涵设计通用规范 》( JTJ021 - 89)
因素 ,本文计算了在桥墩之间增加横隔板的情况下 , 如 3. 3. 1小节的五种工况下前两阶失稳情况 (表 2) 。

高墩大跨度连续刚构桥稳定性分析

高墩大跨度连续刚构桥稳定性分析

高墩大跨度连续刚构桥稳定性分析摘要:在高等级公路沿线地貌起伏大、山岭重丘区等地,架设的高墩大跨桥梁日益增多,预应力混凝土连续刚构桥以其跨越能力大、整体性强、受力合理、施工工艺成熟等优点受到桥梁工程师的欢迎。

而高墩连续刚构桥多采用薄壁结构,并且墩高、跨径不断加大,为确保桥梁的安全使用,对其进行稳定性分析是必不可少的。

关键词高墩连续刚构稳定性设计一、引言高墩大跨度连续刚构以其跨越能力大、经济性较好等优势大量的运用于公路、城市桥梁,特别是高速公路进入山区后更是成为了跨越沟谷最常见的大跨度桥梁。

本文以贵州镇胜高速公路虎跳河特大桥主桥设计为背景,重点介绍高墩大跨连续刚构的设计特点,如设计时考虑主墩截面特殊设计、合龙时顶推方法解决主梁位移较大及其产生的边主墩较大内力问题。

连续刚构桥是墩梁固接的连续梁桥。

它是在连续梁桥和T型刚构桥的基础上发展起来的大跨径桥梁最常用的形式之一,具有跨越能力大,行车舒适,无需大型支座等特点。

该类桥梁特别适合于跨越深谷、大河、急流的桥位。

今年以来,在西部大开发的交通建设中,穿越山岭重丘区架设在陡坡深谷之间的高墩大跨度桥梁日益增多,给高墩、大跨度连续刚构桥的发展带来了新的机遇;如何确保结构的安全和稳定,保证结构的受力合理和线形平顺,为大桥安全、顺利地建成提供技术保障,本节就此进行了分析说明。

二、虎跳桥简介虎跳河主桥桥跨布置为120m+4×225m+120m六跨一联的预应力混凝土连续刚构桥,主墩均为薄壁墩,高度较高的6、7号桥墩下部分采用整体(双幅)箱形断面。

主桥全长1140m,镇宁、胜境关两岸各设一交界墩。

镇宁岸引桥为5×50m先简支后连续的预应力T梁,胜境关岸为5×50+6×50m先简支后连续的预应力T梁。

全桥总长1957.74米。

连续刚构桥的主梁与桥墩固结,上下结构协同受力,使得墩顶处箱梁截面的负弯矩减小,有利于减小梁高;桥墩高而柔,顺桥向抗推刚度小,能有效地减小湿度和混凝土收缩、徐变和横向抗扭刚度大,能满足特大跨径桥梁的受力要求。

高墩连续刚构桥稳定性分析

高墩连续刚构桥稳定性分析

交通标准化·2010年6月上半月刊(总第222期)TRANSPORT STANDARDIZATION.1HALF OF Jun.,2010(No.222)引言随着我国高速公路建设的蓬勃发展,桥梁建设进入了前所未有的高峰时期。

山岭重丘区高等级公路跨越深沟峡谷时往往采用高墩型式,高墩桥梁的建设日益增多,而大跨径连续刚构桥以其跨越能力强、整体性能好、结构合理、施工方便等特点备受设计单位和施工单位的青睐。

为了有效减小上部结构的内力,减小温度、混凝土收缩徐变以及地震的影响,要求顺桥向墩身的抗推刚度小,加之高强度材料和先进施工方法的不断出现,大跨径混凝土连续刚构桥开始向薄壁、高墩、大跨度方向发展,这就使其稳定性问题越来越突出,甚至对整个桥梁结构受力起主导作用。

为了保证薄壁高墩在施工阶段和使用阶段的安全,必须对施工阶段的最大单悬臂、最大双悬臂状态以及成桥阶段进行稳定性分析。

1稳定性计算分析目前,单薄壁墩为连续刚构桥桥墩的主要截面型式。

分析时边界条件考虑为:墩身的下部为固结,即视墩身与承台连接位置及基础型式按固结方法确定。

在施工过程中,荷载考虑为恒载与施工荷载的最不利组合;在成桥运营阶段,荷载考虑为恒载与活载的最不利组合。

1.1特征值求解结构失稳是指在外力作用下结构由平衡状态开始丧失稳定,稍有扰动则变形迅速增大,最后结构遭到破坏。

薄壁高墩连续刚构桥是典型的压弯构件,其稳定性问题属于典型的极值点失稳,属于第一类失稳问题。

经特征值法得到的平衡分支荷载通常代表实际体系极限稳定荷载的上限,所以工程实高墩连续刚构桥稳定性分析陈怀勇1,汤兆新2,陈胜利3(1.云南第三公路桥梁工程有限责任公司,云南普洱665000;2.重庆交通大学,重庆400074;3.中交二航局西南公司,云南昆明650000)摘要:针对高墩连续刚构桥突出的稳定性问题展开研究,重点介绍第一类稳定问题,提出将稳定性问题转化为求其特征值,并应用于工程实例中,计算结果与实际吻合得比较好,保证了工程的顺利进展。

主桥临时支墩强度及稳定性计算_secret

主桥临时支墩强度及稳定性计算_secret

xx市xx立交桥工程主线桥M临时支墩强度及稳定性计算一、计算说明及计算荷载。

设计时以荷载最大的右幅为计算荷载,为保证支墩的稳定和承受面积,拟采用4根Φ50cm的钢管进行支撑,壁厚根据验算确定;由于临时支墩在施工时基本不受力,故不考虑施工荷载,取1.1的安全系数。

计算荷载(梁重):405.5m3×2.6t/ m3×1.1=1160.0t则,单根立柱上的承重荷载:P=1160t/4=290.0t;二、强度及稳定性计算:取四种不同的材料进行检算:第一种:1、若采用Φ50cm钢管,壁厚δ=16mm,则:截面积A=π/4×(R2-r2)=(502-46.82)=243.3cm2;采用A3钢:[б]=170MPa;则,允许轴向压力:[N]=243.3×1.7t=413.6t>290t;2、稳定性计算:柱长按6米估算压杆稳定性,支墩下端支撑在承台上,上端连接在墩柱上并与箱梁连接,计算稳定性时,按上、下端铰接进行计算。

①计算截面惯性矩:I=π/4(R4-r4)=π/4(2504-2344)=713.2×106mm4;②确定压杆柔度值:惯性半径:i=√I/A = √(713.2×106)/(243.3×102)=171.2mm;按两端铰接计算:λ=(μ×L)/i=1×6×103/171.2=35;③计算稳定容许应力:根据柔度λ=35,查表得:稳定折减系数ψ=0.939,得压杆的稳定容许应力为:[б]st=ψ[б]=0.939×170=159.6 MPa;则,稳定容许轴压力[N]st=159.6×243.3=388t>290t;可以使用。

第二种:1、若采用Φ50cm钢管,壁厚δ=14mm,则:截面积A=π/4×(R2-r2)=(502-47.22)=213.7cm2;采用A3钢:[б]=170MPa;则,允许轴向压力:[N]=213.7×1.7t=363.3t>290t;2、稳定性计算:柱长按6米估算压杆稳定性,支墩下端支撑在承台上,上端连接在墩柱上并与箱梁连接,计算稳定性时,按上、下端铰接进行计算。

公路桥梁高墩稳定性计算

公路桥梁高墩稳定性计算

***大桥高墩计算分析报告一、工程概况本桥平面位于直线上,桥面横坡为双向2%,纵断面纵坡1.6%。

原桥设计左幅中心桩号为K64+375.850,共2联 (3-40)+(3-40)m;右幅中心桩号为K64+355.650,共2联 (3-40)+(4-40)m。

上部结构采用预应力砼(后张)T梁,先简支后连续。

下部结构0、6(左幅)、7(右幅)号桥台采用U台接桩基,0(右幅)号桥台采用U台接扩大基础,2、3、4(左幅)、3、4、5(右幅)号桥墩采用空心墩接桩基,其余桥墩采用柱式墩接桩基础。

由于施工过程中,施工单位将2、3、4(左幅)、3、4、5(右幅)号桥墩改为圆柱墩接桩基础,且桩基础已于2011年5月终孔。

本次对其高墩进行计算分析。

主要分析结论:1、墩顶纵桥向有约束时,失稳安全系数γ=10.91,墩身稳定性安全。

2、墩顶纵桥向无约束时,失稳安全系数γ=4.29,安全系数偏小。

本次分析报告提出以下两个方案:方案一:将现有变更D=2.3m圆柱式墩改为2.3*2.3m方柱式墩,以桩帽相接,失稳安全系数γ=6.97,安全性得到提高。

方案二:对本桥进行重新分联,左幅分为三联:40+(4*40)+40m,右幅分为三联:2*40+(4*40)+40m,将高墩全部固结,以达到稳定性要求。

从安全性方面考虑,本次分析推荐方案二。

3、施工阶段、使用阶段桥梁墩柱结构验算安全。

4、施工阶段裸墩状态受到顺桥向风荷载对墩身最不利。

建议在施工过程中对墩顶施加水平方向的约束(具体的操作措施可在墩顶设置浪风索,防止墩身在风荷载作用下发生过大的位移)保证墩身的结构安全。

5、根据原桥桥型图3号墩中风化板岩顶部高程236.12,而设计变更文件左幅3号墩墩底高程235.2,左幅4号墩墩底高程237.5,右幅5号墩墩底高程238等,设计为嵌岩桩,请注意桩底高程的控制。

6、本次分析墩身砼按C40考虑,请注意修改相关变更图纸。

以下将对本桥高墩稳定以及结构安全性做详细分析:二、高墩屈曲安全性分析原桥设计左幅中心桩号为K64+375.850,共2联 (3-40)+(3-40)m,上部结构采用预应力砼(后张)T梁,先简支后连续。

桥梁高墩施工稳定性分析与施工控制技术

桥梁高墩施工稳定性分析与施工控制技术

桥梁高墩施工稳定性分析与施工控制技术摘要桥梁高墩施工在山区公路建设中越来越多,由于特殊的结构特点,需要对墩身做特殊的稳定性分析和施工质量控制。

本文对桥梁高墩的主要影响因素,以及施工过程中墩身的质量控制技术和垂直度控制做了简要分析介绍。

关键词桥梁高墩;施工控制;垂直度;稳定性随着我国交通工程的发展,越来越多的公路建设延伸到山区丘陵等地区,这些特殊自然环境下进行桥梁建设时,往往需要实行特殊的结构,在深沟峡谷时就需要采用高墩桥梁。

由于桥墩的长细比较大,并采用空心薄壁的截面形式,就大大增加了其柔度,在施工过程当中,在整个桥梁的整体结构完成前,桥墩基本上是处于偏载的作用,加上风等水平荷载,高墩将会产生较大的变形和弯矩,所以在施工中控制器稳定性是一个重要的问题。

1 高墩概要1)桥墩是桥梁下部的主要结构,基本承受上部结构的全部荷载,并长期处于水流的下,所以要求其具有足够的强度和稳定性,从而保证桥梁长期的安全性和耐久性。

对于高墩桥梁,桥墩的质量就更加重要,施工时不仅要保证其截面应力始终处于安全的范围内,还要求具有稳定的安全系数。

高墩在我国是建国初期才发展起来的,大部分为重力式混凝土实体高墩,施工方便。

但随着桥梁建设的需要,山区桥墩经常遇到大于40m以上的情况,如果还单一的采用混凝土就需要增大截面尺寸,增加材料用量,这是相当不经济的。

目前,工程建设中采用空心墩较多,在不影响桥梁安全性的前提下是的桥墩变轻,经济化,并结合着现代爬模、翻模等施工技术也大大缩短了建造时间,提高了工程质量。

目前,更具墩身的里面形状可以分为直坡式、台阶式和斜坡式3种。

根据结构分,常用的高墩形式大致可以分为两种:实体墩,包括双支工字型墩、双支圆形墩、双支矩形墩、单支矩形墩、单支圆形墩等;空心墩,包括双支薄壁箱型空心墩、双支园端形空心墩、单支薄壁箱型墩等。

2 影响高墩的主要因素研究2.1 抗风研究风荷载是一种复杂的动力荷载,桥梁的高墩和塔架等柔性较大的构件,在风荷载的作用下容易发生疲劳破坏或者失稳破坏。

高墩盖梁脚手架稳定性与倾覆设计与计算

高墩盖梁脚手架稳定性与倾覆设计与计算

ENGINEERING TECHNOLOGY | 工程技术摘要:脚手架搭设时必须对其结构的强度、刚度及稳定性进行计算。

文章以现场实际高墩盖梁为例,通过设计搭设并辅以稳定 性及倾復计算,指导承重式支架方案设计施工。

关键词:脚手架:稳定性:倾後I高墩盖梁脚手架稳定性与倾覆设计与计算■文/崔春晓1. 工程概况渝广高速公路棕树湾大桥左幅桥跨布置为7m X 30m ,全桥长217m ;右幅桥跨布置为9m X 30m ,全桥长277m 。

桥梁上部结构采用先简支后连续T 梁、现浇预应力混凝土连 续盖梁,其中3号墩采用矩形实心墩(2.4m X 1.8m )左墩高 度18m 、右墩高度23m 。

盖梁采取整幅式盖梁长32.2m 、宽 2.8m 、高 2.2m 。

2. 支架稳定性与倾覆设计支架稳定性与结构物承载重量、支架搭设水平杆步距、 立杆纵距、立杆横距有关,与单肢支架的搭设高度有关。

对于较为规整的脚手架,作用于支架上的荷载分为水久尚 载、可变荷载,不应参与倾覆验算,倾覆验算公式应按照0.9〇^1|4- 1.4C w w K > 0,为保证倾覆验算时结构安全系数, 需引入抗倾覆安全系数k , 一般取值k =1.2。

根据脚手架倾覆验算公式可知:抗倾覆力矩M r 由脚 手架自重产生M r =0.9g kL H B /2,沿单位长度上的抗倾覆力 矩为M r =0.9g k H B /2。

倾覆力矩与抗倾覆力矩之间的关系 应满足1.4k w k H 2/2彡0.9g kH B /2。

将其整理后可得到H /B < 0.6429g k / (k w k),取 k =1.2 得 H /B 矣 0.5357g k /w k (g k 为 脚手架按受风面面积平均分布的自重标准值,k N /m 2; w k 々 风荷载标准值,w k =M z M s c 〇)。

由上述公式可知,为确保脚手架不发生倾覆,其高宽比 值(H /B )不能太大,该比值与脚手架自重、风荷载大小呈 线性函数关系。

某公路桥梁高墩稳定性计算知识讲解

某公路桥梁高墩稳定性计算知识讲解

*** 大桥高墩计算分析报告一、工程概况本桥平面位于直线上,桥面横坡为双向2%,纵断面纵坡 1.6%。

原桥设计左幅中心桩号为K64+375.850,共2联(3-40)+(3-40)m ;右幅中心桩号为K64+355.650,共2联(3-40)+(4-40)m 。

上部结构采用预应力砼(后张)T梁,先简支后连续。

下部结构0、6(左幅)、7(右幅)号桥台米用U台接桩基,0 (右幅)号桥台米用U台接扩大基础,2、3、4(左幅)、3、4、5(右幅)号桥墩采用空心墩接桩基,其余桥墩采用柱式墩接桩基础。

由于施工过程中,施工单位将2、3、4(左幅)、3、4、5(右幅)号桥墩改为圆柱墩接桩基础,且桩基础已于2011年 5 月终孔。

本次对其高墩进行计算分析。

主要分析结论:1、墩顶纵桥向有约束时,失稳安全系数丫=10.91,墩身稳定性安全。

2、墩顶纵桥向无约束时,失稳安全系数丫=4.29,安全系数偏小。

本次分析报告提出以下两个方案:方案一:将现有变更D=2.3m圆柱式墩改为2.3*2.3m方柱式墩,以桩帽相接,失稳安全系数丫=6.97,安全性得到提高。

方案二:对本桥进行重新分联,左幅分为三联:40+(4*40)+40m右幅分为三联:2*40+ (4*40)+40m,将高墩全部固结,以达到稳定性要求。

从安全性方面考虑,本次分析推荐方案二。

3、施工阶段、使用阶段桥梁墩柱结构验算安全。

4、施工阶段裸墩状态受到顺桥向风荷载对墩身最不利。

建议在施工过程中对墩顶施加水平方向的约束(具体的操作措施可在墩顶设置浪风索,防止墩身在风荷载作用下发生过大的位移)保证墩身的结构安全。

5、根据原桥桥型图3 号墩中风化板岩顶部高程236.12 ,而设计变更文件左幅3 号墩墩底高程235.2 ,左幅 4 号墩墩底高程237.5 ,右幅 5 号墩墩底高程238 等,设计为嵌岩桩,请注意桩底高程的控制。

6、本次分析墩身砼按C40考虑,请注意修改相关变更图纸。

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***大桥高墩计算分析报告一、工程概况本桥平面位于直线上,桥面横坡为双向2%,纵断面纵坡1.6%。

原桥设计左幅中心桩号为K64+375.850,共2联 (3-40)+(3-40)m;右幅中心桩号为K64+355.650,共2联 (3-40)+(4-40)m。

上部结构采用预应力砼(后张)T梁,先简支后连续。

下部结构0、6(左幅)、7(右幅)号桥台采用U台接桩基,0(右幅)号桥台采用U台接扩大基础,2、3、4(左幅)、3、4、5(右幅)号桥墩采用空心墩接桩基,其余桥墩采用柱式墩接桩基础。

由于施工过程中,施工单位将2、3、4(左幅)、3、4、5(右幅)号桥墩改为圆柱墩接桩基础,且桩基础已于2011年5月终孔。

本次对其高墩进行计算分析。

主要分析结论:1、墩顶纵桥向有约束时,失稳安全系数γ=10.91,墩身稳定性安全。

2、墩顶纵桥向无约束时,失稳安全系数γ=4.29,安全系数偏小。

本次分析报告提出以下两个方案:方案一:将现有变更D=2.3m圆柱式墩改为2.3*2.3m方柱式墩,以桩帽相接,失稳安全系数γ=6.97,安全性得到提高。

方案二:对本桥进行重新分联,左幅分为三联:40+(4*40)+40m,右幅分为三联:2*40+(4*40)+40m,将高墩全部固结,以达到稳定性要求。

从安全性方面考虑,本次分析推荐方案二。

3、施工阶段、使用阶段桥梁墩柱结构验算安全。

4、施工阶段裸墩状态受到顺桥向风荷载对墩身最不利。

建议在施工过程中对墩顶施加水平方向的约束(具体的操作措施可在墩顶设置浪风索,防止墩身在风荷载作用下发生过大的位移)保证墩身的结构安全。

5、根据原桥桥型图3号墩中风化板岩顶部高程236.12,而设计变更文件左幅3号墩墩底高程235.2,左幅4号墩墩底高程237.5,右幅5号墩墩底高程238等,设计为嵌岩桩,请注意桩底高程的控制。

6、本次分析墩身砼按C40考虑,请注意修改相关变更图纸。

以下将对本桥高墩稳定以及结构安全性做详细分析:二、高墩屈曲安全性分析原桥设计左幅中心桩号为K64+375.850,共2联 (3-40)+(3-40)m,上部结构采用预应力砼(后张)T梁,先简支后连续。

图1、**大桥左幅立面本桥原桥左幅2,3,4号桥墩为薄壁墩,根据变更文件2,4号墩实测墩高分别为46.1m和44.8m且与下构固结,3号墩为过度墩墩高45.9m,非固结。

图2、**大桥右幅立面本桥原桥右幅中心桩号为K64+355.650,共2联 (3-40)+(4-40)m。

上部结构采用预应力砼(后张)T梁,先简支后连续,其中3,4,5号桥墩为薄壁墩,根据变更文件4,5号墩实测墩高分别为45.9m和44.3m且与下构固结,3号墩为过度墩墩高45.8m,非固结。

本次计算先按原薄壁墩变更为直径D=2.3m圆柱墩,分别对最高固结墩左幅2号墩(46.1m)和最高非固结墩左幅3号(45.9m)墩按实测墩高进行计算,在midas 里面建立空间杆系模型进行屈曲稳定性分析获得临界集中力,按两种不同的约束条件(墩顶在纵桥向有约束和无约束)分别进行分析(由于变更图纸中出现墩柱两种混凝土型式C30,C40,为偏安全设计本次分析按C40考虑)。

图3、圆柱有限元模型1、左幅2号墩顶在纵桥向有约束、墩身砼采用C40砼,墩高46.1m:A墩顶恒载:双孔梁自重:P1=8603.2KN帽梁自重:P2=1039.2KN桥面二期荷载:P3=1053.6KN墩顶恒载:P4=8603.2+1039.2+1053.6=10696B墩顶活载:(根据本次设计的部颁T梁上构通用图说明)P5=3637KN墩顶纵向约束考虑约束转动,不约束纵向位移。

C40墩顶有约束Midas计算结果项目第一失稳模态第二失稳模态第三失稳模态墩顶横载(kN) 10696 1069610696墩顶活载(KN) 3637 3637 3637 计算结果43.00 171.5 285.7 换算为墩顶荷载(kN)156373 623772.2 1039142.5失稳模态动态文件名有约束1.avi 有约束2.avi 有约束3.avi结果描述(动态模型详见midas相关失稳模态动态附件):根据计算显示:第二、三阶失稳临界力均比第一阶大。

根据以上分析及帽梁计算的结果,40mT梁上构自重及汽车作用到墩帽顶的荷载为P=14333kN;出现第一阶失稳的安全系数为γ=156373/14333=10.91。

计算结果显示墩身稳定性较为安全。

2、3号墩顶在纵桥向无约束、墩身砼采用C40砼,墩高45.9mA墩顶恒载:双孔梁自重:P1=7121.2KN帽梁自重:P2=1039.2KN桥面二期荷载:P3=1053.6KN墩顶恒载:P4=8603.2+1039.2+1053.6=9214KNB墩顶活载:(根据本次设计的部颁T梁上构通用图说明)P5=4688KNC40墩顶无约束Midas计算结果结果描述(动态模型详见midas相关失稳模态动态附件):根据计算显示:第一阶的临界荷载仅为第二阶临界荷载的0.13倍。

这里按第一阶临界荷载验算墩身稳定性。

根据以上分析及帽梁计算的结果,40mT梁上构自重及汽车作用到墩帽顶的荷载为P=13902kN;出现第一阶失稳的安全系数为γ=59639.6/13902=4.29。

失稳时墩顶发生纵桥向位移达1.0m。

此模型为墩顶无纵桥向约束,适用于过渡墩设滑板式支座处(左右幅均为3号桥墩)。

由于此模型安全系数较小,本次分析做如下建议:方案一:将现有变更2.3m圆柱式墩型式改为2.3*2.3m方柱式墩。

方案二:对本桥进行重新分联,左幅分为三联:40+(4*40)+40m,其中第一联和第三联上构均为简支T梁,第二联为先简支后连续T梁;右幅分为三联:2*40+(4*40)+40m,中第一联和第三联上构均为简支T梁,第二联为先简支后连续T 梁,以达到稳定性要求。

由于按方案二重新分联后所有高墩均为固结,按墩顶有纵向约束安全系数来看,所有高墩(含左幅2,3,4和右幅3,4,5号桥墩)稳定性均较为安全。

故以下仅对本次建议方案二进行分析论证,既3号墩变更为2.3*2.3m方柱式墩屈曲稳定安全性进行分析3、将3号墩改为方墩2.3m×2.3m 计算其屈曲稳定图4、方柱有限元模型方柱墩顶无约束Midas计算结果项目第一失稳模态第二失稳模态第三失稳模态墩顶横载(kN) 9214 9214 9214墩顶活载(KN) 4688 4688 4688计算结果20.67 163.3 289.3 换算为墩顶荷载(kN) 96896.9 765722.16 1356418.1失稳模态动画文件名无约束_1.avi 无约束_2.avi 无约束_3.avi 结果描述(动态模型详见midas相关失稳模态动态附件):根据计算显示:第一阶的临界荷载仅为第二阶临界荷载的0.12倍。

这里按第一阶临界荷载验算墩身稳定性。

根据以上分析及帽梁计算的结果,40mT梁上构自重及汽车作用到墩帽顶的荷载为P=13902kN;出现第一阶失稳的安全系数为γ=96896.9/13902=6.97。

计算结果显示墩身稳定性较为安全。

从安全性角度考虑,本次设计推荐方案二,对本桥进行重新分联。

三、对结构安全性进行验算(按2.3m ×2.3m 方墩、D=2.3m 圆柱墩分别验算)1、按施工阶段最不利组合验算墩身结构安全性按施工阶段考虑最不利情况为架桥机过孔将要结束时。

此时单孔T 梁已经架设完成、架桥机的自重作用在梁端墩顶处;作用荷载为单孔T 梁自重的一半、架桥机全部自重,两者之和。

偏心矩为临时支座(或滑板支座)距墩中心线的距离。

荷载:A :T 梁自重3406KN,e=0.65m ,考虑施工偏差5cm ,e=0.70m 。

N=3406KN ,M=3406*0.7=2384.2kn.mB:架桥机荷载:中心支点89t ,距桥墩中心1.5m (通过临时支撑传递到帽梁上), N=890KN ,M=890*0.7=623 kn.mC:桥墩+帽梁自重:N=2*2.3*2.3*46*26+1039=13692.7KN ,M=0 D :风载:F=208.19KN ,M=208.19*46/2=5412.9 kn.m 合计:N=3406+890+13692.7=17988.68KN M=2384.2+623+5412.9=8420.1 kn.m E0=M/N=0.468mL0=46.2*2=92.4(考虑墩底固结,墩顶自由) 按偏压构件计算配筋,68φ32@13.5满足规范要求。

裂缝计算按照JTG D60-2004 第6.4.3条:)1028.030(321ρσ++=dE C C C W sssfk裂缝宽度:0.076mm根据以上的分析结果可知桥墩在施工阶段安全可靠。

同理计算D=2.3m 圆柱墩按70φ32配筋满足规范要求,裂缝宽度:0.069mm 。

2、按使用阶段最不利组合验算墩身结构安全性 ①、桥墩集成刚度计算假定1、一联桥中,仅计算桥墩的受力,不考虑过渡墩与桥台的受力。

2、偏安全考虑,汽车制动力的分配按照三个中墩的集成刚度分配。

3、主梁的收缩徐变折成降温计算,降温温度取30℃。

4、为取得最大水平力,温度变化须与收缩徐变变化一致,升温不控制设计,升温水平力不做计算。

故由温度变化引起的水平力,仅考虑降温引起,降温温度取25℃。

6、4,5,6号桥墩为固结墩。

②、桥墩集成刚度计算 1、桥墩几何参数计算 桥墩几何参数m2、桥墩抗推刚度计算按照规范计算抗推刚度时,混凝土的抗弯弹性模量取抗压弹性模量的0.8倍,桥墩抗推刚度按照下式计算,即:38.03HEId ⨯=ρ 其中:E-混凝土弹性模量,C30混凝土,E=3×104MPa ; H-桥墩高度桥墩抗推刚度 3、桥墩集成刚度计算桥墩与支座串联,桥墩的集成刚度按照下式计算,即:zd zd ρρρρρ+=.由于4,5,6号墩均为固结,本次设计集成刚度按桥墩刚度考虑。

③、桥墩墩顶水平力计算 1、一联桥梁变形零点计算变形零点按照下式计算,即:i iiK L X K=∑∑其中:C —收缩系数,计算中按照混凝土收缩+徐变+降温取55℃,C=1E-5×55=0.00055;i i L K -桥墩抗推刚度与桥墩距桥台距离的乘积;R μ-桥台摩擦系数与上部结构竖直反力的乘积,如为滑板支座,取0。

由以上参数可计算得到:X=85.96m2、收缩徐变、降温产生的水平力水平力按照下式计算,即:i K X t C H ⨯∆⨯∆⨯=其中:C —收缩系数;Δt —收缩徐变或降温的温度差; ΔX —桥墩距离变形零点的距离; K i —桥墩抗推刚度。

收缩徐变、降温产生的水平力表中水平力正号表示力的方向指向小桩号过渡墩(桥台),负号表示力的方向背离小桩号过渡墩(桥台)。

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