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高墩大跨径弯桥在悬臂施工阶段刚构的非线性稳定分析

王钧利 贺拴海

王钧利, 贺拴海. 高墩大跨径弯桥在悬臂施工阶段刚构的非线性稳定分析[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(2): 30-34.
引用本文: 王钧利, 贺拴海. 高墩大跨径弯桥在悬臂施工阶段刚构的非线性稳定分析[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(2): 30-34.
WANG Jun-li, HE Shuan-hai. Nonlinear stability analysis of long-span curve bridge with high piers during cantilever construction[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(2): 30-34.
Citation: WANG Jun-li, HE Shuan-hai. Nonlinear stability analysis of long-span curve bridge with high piers during cantilever construction[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(2): 30-34.

高墩大跨径弯桥在悬臂施工阶段刚构的非线性稳定分析

基金项目: 

国家西部交通建设科技项目 2002 318 223 29

详细信息
    作者简介:

    王钧利(1964-), 男, 陕西凤翔人, 长安大学副教授, 从事桥梁结构研究

  • 中图分类号: U441

Nonlinear stability analysis of long-span curve bridge with high piers during cantilever construction

More Information
    Author Bio:

    Wang Jun-li(1964-), male, associate professor, 86-29-82334421, junli_wjl@sohu.com

  • 摘要: 以非线性稳定理论为基础, 以高墩大跨径弯桥悬臂施工阶段的结构稳定性为研究对象, 利用有限元法对其在悬臂施工阶段荷载状态各工况分别进行考虑材料非线性和结构大变形与材料非线性的双非线性稳定性分析, 计算了不同工况、不同曲线圆心角、不同墩身长细比、不同系梁个数的刚构桥在悬臂施工阶段非线性稳定系数和悬臂端位移, 对计算结果进行了分析, 归纳出高墩大跨径弯桥悬臂施工阶段非线性稳定荷载系数和悬臂端位移与桥梁曲线圆心角、墩身长细比及系梁个数的关系。结果显示: 非线性稳定荷载约为特征值屈曲荷载的35%, 弯桥曲线圆心角对非线性稳定荷载系数和悬臂端位移的影响更为突出, 多个系梁对悬臂施工的稳定并非有利。

     

  • 图  1  连续刚构桥

    Figure  1.  Curve rigid frame bridge

    图  2  箱梁截面

    Figure  2.  Box girder section

    图  3  失稳荷载与墩身长细比关系曲线

    Figure  3.  Relationship of stability coefficient and length-slender-ratio

    图  4  失稳荷载与圆心角关系曲线

    Figure  4.  Relationship of stability coefficient and central angle

    图  5  位移与圆心角关系曲线

    Figure  5.  Relationship of displacement and central angle

    图  6  位移与长细比的关系曲线

    Figure  6.  Relationship of displacement and length-slender-ratio

    表  1  稳定系数计算结果

    Table  1.   Computation result of stability coefficient

    工况 线弹性 几何非线性 材料非线性 双重非线性
    1 7.622 5 7.371 8 3.631 8 2.677 3
    2 7.681 6 7.371 8 3.631 8 2.677 3
    3 7.863 6 7.192 4 3.663 2 2.791 1
    4 7.746 4 7.371 8 3.631 8 2.677 3
    5 7.746 4 7.371 8 3.631 8 2.677 3
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    表  2  非线性稳定系数计算结果

    Table  2.   Computation result of nonlinear stability parameter

    曲率参数 墩身长细比
    半径/m 圆心角/ (°) 33.153 37.297 41.441 45.585 49.729 53.873 58.017 62.167 66.306
    0.00 7.220 1 6.738 6 6.376 9 5.876 9 5.376 9 4.892 3 4.437 5 4.003 6 3.585 9
    500 22.92 4.270 6 3.991 0 3.722 5 3.450 0 3.225 0 2.980 8 2.770 6 2.566 1 2.371 8
    400 28.65 3.937 5 3.677 3 3.437 5 3.202 5 2.990 8 2.780 6 2.586 6 2.402 3 2.225 0
    300 38.20 3.470 5 3.266 0 3.055 6 2.867 3 2.667 3 2.500 0 2.336 3 2.177 3 2.030 5
    250 45.82 3.142 3 2.960 0 2.780 6 2.611 3 2.447 5 2.280 6 2.131 8 2.000 0 1.856 8
    200 57.30 2.826 3 2.677 3 2.520 5 2.381 8 2.245 5 2.101 3 1.980 5 1.856 8 1.735 0
    150 76.39 2.356 8 2.235 0 2.121 8 2.000 0 1.892 3 1.780 6 1.677 3 1.576 1 1.480 5
    100 114.59 1.555 6 1.480 0 1.402 3 1.326 3 1.255 5 1.177 3 1.111 3 1.055 6 0.980 8
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    表  3  位移计算结果

    Table  3.   Computation result of displacement

    曲率参数 墩身长细比
    半径/m 圆心角/ (°) 33.153 37.297 41.441 45.585 49.729 53.873 58.017 62.167 66.306
    500 22.92 2.879 2.820 2.823 2.789 2.727 2.938 3.223 3.308 3.484
    400 28.65 2.792 2.744 2.758 2.861 2.950 3.068 3.193 3.433 3.574
    300 38.20 2.670 2.714 2.767 2.922 3.002 3.118 3.426 3.693 3.933
    250 45.82 2.684 2.772 2.892 3.065 3.297 3.412 3.646 4.114 4.173
    200 57.30 2.600 2.727 2.858 3.095 3.349 3.484 3.869 4.156 4.322
    150 76.39 2.919 3.079 3.343 3.448 3.835 4.087 4.403 4.602 5.213
    100 114.59 3.799 4.117 4.288 4.584 5.097 5.230 5.806 5.685 6.413
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    表  4  稳定系数

    Table  4.   Stability coefficients

    系梁个数 0 1 2 3 5
    特征值屈曲荷载系数 7.623 8.095 8.064 8.032 7.968
    非线性稳定荷载系数 2.667 2.677 2.667 2.647 2.632
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  • 收稿日期:  2005-07-01
  • 刊出日期:  2006-06-25

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