高墩大跨径连续刚构桥的空间稳定性分析

预 应力混 凝 土连续 刚构桥 开始 向薄壁 、高 墩和 大跨
径趋 势发 展 。在 山区高速 公路 的设计 建造 中，根据 实 际地形 条件 。开始 采用 平 曲线弯 曲的预应 力 混凝
土 连续 刚构桥 梁 。这 就使 其稳 定 问题 日显 突 出 ，甚
要 的是 因为第 一类 稳定 问题 和第二 类稳定 问题 有着
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｔ ｂ ｌｔ ｓ ｖ ｒ ｍｐ ｒａ ｔｆｒｔ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｏ ｓｒ ｔｏ ｆｌｎｇ ｓ ａ ｏ ｔｎ ｏ ｓ ｒｇ ｄ ｆａ ｔａ ｔ ｅ ｓａ ｉｉｙ ｉ ｅ ｙ ｉ ｏ ｔ ｎ ｏ ｈ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｃ ｎ ｔｕｃｉ ｎ ｏ ｏ ｐ ｎ ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ｉ ｉ ｍｅ ｌ
ｂ ｉ ｇ ｔ ｉｈ ｐ ｅ ． ａ ｉ ｇ Ｌ ｚｐ ｎ ｒ ｇ ｓ ａ ｘ ｍｐ ｅ ａ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｌｒ ｅａ ｔ ｈ ｏ ， ｈ ｈ ｅ — ｉ ｎ ｒ ｅ ｗｉ ｈ ｇ ｉ ｒ Ｔ ｋ ｎ ｉｉ ｉ ｇ Ｂ ｄ ｅ ａ ｎ ｅ ａ ｌ ｎ ａ ｅ ｎ Ｅｕ ｅ ｌ ｓｉ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ｔｒ ｅ ｄ ｍｅ － ｄ ｈ ｉ ｃ ｙ ｓ ｎ ｌｓ ｂ ｌ ｙ ｉ ｃ ｌｕ ａ ｅ ｙ ｆ ｉ ｌ ｍｅ ｔｍｅ ｈ ｄ ｉ ａ ｌ ｈ ｔｏ ｆｓａ ｉ ｔ ｎ ｌ ｓｓｏ ｕ ｈ ｔ ｐ ｒ ｇ ｉ ａ ｔ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｌ ｔ ｄ ｂ ｎ ｔ ｅ ｅ ｎ ｔ ｏ ．Ｆ ｎ ｌ ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｏ ｔ ｂ ｌ ｙ ａ ａｙ ｉ ｆｓ ｃ ｙ ｅ ｂ ｉ ｅ ｏ ａ ｉ ｉ ｅ ｙ ｉ ｄ
良好 的相关 性 ，往 往代 表着 第二类 问题 的上 限 。所 以工程 中往 往 以第 一类 稳定 问题 的计算 结果 作为设 计依据 ．其 分析理 论如 下 ： （ ］ ） ＝△ ＋ ｛ ｛Ｒ｝ △ 有非零解 ，按线性 代数 理论 ，必有 ： （） １
至 有时对 整个 结构 的受力起 控 制作用 。为 了确保 高
Ｂｄｅ Ｔｎ ｌｎｉｅｎ 桥梁与隧道工程 ｒｇ ＆ ｕｎ ｇ ｅｒ ｉ ｅＥ ｎ ｉ ｇ
高墩 大跨径连续 刚构桥 的 空 间稳定性分析
张存 超 ，张奇伟
（ 南 省交 通 规 划 勘 察 设 计 院 有 限 责任 公 司 ，河 南 郑 州 ４ ０ ５ ） 河 ５ ０ ２
摘 要 ：在 高墩 大跨 径连 续刚 构桥 梁 的设 计 与 施 工 中 ，结 构稳 定性 非 常 重 要 。 以 栗子 坪 特 大 桥 为 工程 实例 。在 欧拉 弹性 理 论 的基 础 上 ，利 用 空 间有 限 元 法 对其 进 行 稳 定 性 分析 ，通 过 分 析 比较 ，提 出 了对 此 类 桥 型稳 定性 分 析 的 方 法 和建 议 。 关 键 词 ： 高墩 ；连 续 刚构 ；稳 定 性 ；有 限元
Ｆｒ ｍ ｅ Ｂｒ ｄ ｅ ｗｉｈ Ｈｉ ｈ Ｐｉ ｒ ａ ｉｇ ｔ ｇ ｅ
Ｚ Ａ ｕ － ｈ ｏ Ｈ Ｎ ｉｗ ｉ Ｈ ＮＧ Ｃ ｎ ｃ ａ ，Ｚ Ａ Ｇ Ｑ － ｅ
【 ｎ ｎ Ｐ ｏ ｉｃａ ｏ Ｈｅ ａ ｒｖｎ ｉｌ ｍｍｕ ｉａｉｎ ｌｎ ｉｇＳ ｒｅ Ｃ ｎｃ ｔ ｓＰａ ｎｎ ｕｖ ｙ＆ Ｄｅ ｉｎＩ ｓ ｔｔ ｏ， ｔ ． ｈ ｎ ｚ ｏ ５ ０ ２ Ｃ ｉａ ｏ ｓｇ ｎ ｔｕｅＣ ．Ｌｄ ，Ｚ ｅ ｇｈ ｕ４ ０ ５ ， ｈｎ ） ｉ
中 图分 类 号 ：Ｕ ４ ． ４ １ ５ 文 献 标识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ — ７ ６ ２ １ ） ３ ０ ４ — ３ ０ ２ ４ ８ （０ ２ １— １７ ０
Ｔｈ ｅ － ｍ ｅ ｓｏ ａ ｔ ｂ ｌ ｙ ｏ ｎ ｐ ｎ Ｃｏ ｔ ｕ ｕ ｇ ｄ ｒ ｅ Ｄｉ ｎ ｉ ｎ ｌＳ ａ ｉ ｔ ｆＬｏ ｇ Ｓ ａ ｎ ｉ ｏ ｓＲｉ ｉ ｉ ｎ
ｌ ＋ ＩＯ 陶 ［ ＝ 网
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（） ２
在小 变 形情 况 下 ，［ 与应 力 水平 成 正 比 。 由 网 于发生 第一 类失稳 前满 足线 性假设 。多数情 况下 应 力与外 荷 载也为线 性关 系 ，因此 ，若某 种参 考荷 载
稳定 问题 可 以分 为第 一类 稳定 问题 和第二 类稳
ｉ ｕ ｇ ｓｅ ｙ ａ ａ ｙ ｉ ｎｄ ｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ｉ ｈ ｓｐａ ｅ ． ｓｓ ｇ ｅ ｔ ｄ ｂ ｎ ｌ ｓｓ ａ ｏ ａ ｏ ｎ ｔ ｉ ｐ ｒ ｉ
Ｋｅ ｒ ｓ ｉ ｈ ｐ ｅ ； ｏ ｔ ｕ ｕ ｇｄ ｆ ｍｅ ｓａ ｉ ｔ； ｎ ｔ ｌ ｍｅ ｔｍｅ ｈ ｄ ｙ ｗｏ ｄ ：ｈ ｇ ｉ ｒ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｒ ｉ ｒ ｎ ｉ ａ ； ｔｂｌｙ ｆ ｉ ｅｅ ｎ ｔｏ ｉ ｉ ｅ
预应 力混 凝土连 续 刚构桥 是 目前 我 国应用 比较
普 遍 的桥 型 之一 ，为 了能有效 地减小 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 ，
定 问题 。第 一类稳 定 问题也 叫平衡 分支 问题 ．第 二
类稳 定 问题 实 际上 是极 限荷 载 问题 。实 际 结 构 中 ， 所 有 的稳定 问题都 是第 二类稳 定 问题 。第 一 类稳定 问题在 理论 方面有 重要 意义 ，不仅 求解 方便 ，更 重
墩 大跨径 连续 刚构桥 的安 全使 用 ，空 间稳 定分 析是 合 理设计 的关 键 。
本文 结合 栗子 坪特大 桥 的稳 定分 析 ，对高 墩大 跨 径连续 刚构 桥 的稳 定 问题分 析 的理 论方 法 、内容
及 结果 进行 了探讨 。
１ 结构稳 定理论
当结构 处于 临界状 态下 ，即使｛Ｒ】 ，｛ 也 △ ）