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原文传递单肢高墩连续刚构桥施工全过程稳定性及参数分析

论文题名：	单肢高墩连续刚构桥施工全过程稳定性及参数分析
关键词：	连续刚构桥;单肢薄壁墩;悬臂施工;成桥状态;有限元模型
摘要：	连续刚构桥是墩梁固结的组合体系，其综合了连续梁桥和 T形刚构桥的优点，在我国的桥梁建设中得到广泛应用。目前国内外对大跨度连续刚构桥施工过程和成桥状态的稳定性方面的研究已较深入，但大多数文献研究针对的是双肢薄壁高墩连续刚构桥，针对单肢薄壁高墩连续刚构桥的稳定性研究不多，与双肢高墩相比其稳定性有着自身特点，针对性的对单肢薄壁高墩连续刚构桥开展稳定性研究，具有一定的工程价值和研究意义。　　本文依托湖南湘西龙永高速上的红岩溪特大连续刚构桥为工程背景，对单肢高墩连续刚构桥悬臂施工过程和成桥状态的稳定性问题开展研究，主要研究工作和成果如下：　　（1）阐述了国内外连续刚构桥的发展历程和研究现状，简要介绍了结构稳定性研究的基本理论，工程结构稳定性评价指标和判别准则。　　（2）使用有限元软件Midas/Civil建立了红岩溪特大连续刚构桥计算模型，并且对其进行静力分析，得到了全桥在基本组合下的内力包络图，通过验算各项应力均满足规范要求，且计算结果与设计结果基本吻合，可知红岩溪特大桥计算模型基本准确。　　（3）利用红岩溪特大桥裸墩状态、最大悬臂状态和成桥运营状态的有限元模型，考虑了各种施工荷载（如结构自重、风荷载，温度效应、不对称施工荷载、一侧挂篮跌落、不平衡梁段重等）的影响，对该桥进行了施工全过程的稳定性分析。研究表明横桥向风荷载是影响高墩自体稳定性的主要因素；施工至最大悬臂状态时稳定安全系数最低，其中一侧挂篮跌落产生的冲击荷载对结构稳定性造成的影响最大；全桥合拢后稳定性显著提高；在对全桥状态的稳定性分析中发现：横桥向风荷载依然是影响单肢高墩连续刚构桥稳定性的重要因素之一。　　（4）对影响结构稳定系数的因素进行了参数分析。结果表明考虑几何非线性效应会使结构的稳定性下降，最大悬臂状态下稳定系数下降了4.2％，成桥状态下稳定系数下降了8.8%，成桥状态对非线性效应更加敏感；考查墩身初始缺陷（墩顶偏位、材料缺陷）对单肢高墩连续刚构桥稳定性的影响，发现材料缺陷发生在1/4墩高处时，对结构稳定性影响最不利，稳定系数下降了3.9%；研究还发现在墩高相等的条件下，虽然单肢墩的稳定系数要比双肢墩高了44.6%，但单肢墩的墩顶弯矩值要大得多，将红岩溪特大桥的主墩改换成双肢薄壁型式后，经计算稳定性仍满足规范要求；全桥状态下的稳定性随着两主墩高差的减少而降低，主墩墩顶弯矩也随之减小，其中双肢墩比单肢墩对主墩高差的变化更加敏感；单肢墩施工至30m~50m的范围时稳定系数下降较快，当墩高超过60m后变化速率降低，同时墩体的稳定性随壁厚的加大而增大，而增大速率随着壁厚增大而逐渐放缓。
作者：	胡自超
专业：	建筑与土木工程
导师：	张玉平;李传习;胡柏学
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长沙理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文