摘要:结构失稳是指结构在外力增加到某一量值时,稳定性平衡状态开始丧失,稍有扰动,结构变形迅速增大,使结构失去正常工作能力的现象。根据结构失稳的计算理论,按照结构在逐渐加载过程中平衡形式是否发生质变的观点,将结构的失稳区分为第一类稳定问题和第二类稳定问题。
　　关键词:高墩柱;施工方案;高桥;薄壁墩
　　中图分类号:TV997
　　文献标识码:A
　　文章编号:16723198(2009)20031602
　　
　　1平衡支枝点问题
　　
　　平衡分枝点问题,即到达临界荷载时,除结构原来的平衡状态理论上仍然可能外,还可能出现第二个平衡状态,平衡分枝点问题问题在数学上是解一个特征值方程。第一类稳定问题具有以下基本特征:在丧失第一类稳定的情况下,将要发生平衡形式的分枝,使原来的平衡形式成为不稳定形式,开始出现新的、有质的区别的平衡形式。
　　
　　2极值点失稳问题
　　
　　极值点失稳问题是一个非线性弹塑性分析问题,这是由几何非线性和材料非线性同时作用耦合的结果。第二类稳定问题的基本特征:
　　(1)丧失第二类稳定时,不会发生平衡形式的分枝,不会出现新的、有质的区别的平衡形式,整个过程只是原来的平衡形式发生了数量的变化,同时变形情况和应力状态也不发生质的变化。
　　(2)丧失第二类稳定时,结构丧失了承载能力,此时当荷载达到临界值时,即使不继续增加荷载,甚至减少荷载时,变形也会自行增加。
　　由于结构构件制作安装的误差、材料的缺陷、荷载的施力点偏差等因素的影响,实际工程中的稳定问题一般都表现为第二类稳定问题。但是,由于第一类稳定问题是特征值问题,求解第一类稳定问题比求解第二类稳定问题容易,而且第一类稳定问题可以作为第二类稳定问题极值点的上限,在许多情况下两类问题的临界值又相差不大,因此研究第一类稳定问题仍有着重要的工程意义,目前仍然广泛应用于工程实际中。
　　
　　3施工阶段稳定性分析
　　
　　3.1计算工况
　　首先采用桥梁有限元程序Midas/Civil,建立该桥梁的整体空间有限元模型;其次按照施工进度和施工顺序安排,划分桥梁施工阶段分为若干施工受力阶段,进行桥梁的施工过程分析,考虑恒载、活载、预应力、混凝土收缩和徐变等作用,可以得出各个工序状态下的结构的受力和变形;最后对每个阶段进行结构的稳定性计算,计算出结构在如下几种工况下发生屈曲的临界荷载以及该种荷载工况下结构的稳定安全系数,并得出桥梁失稳模态图。
　　本文在进行施工阶段稳定性分析时所考虑的荷载组合:
　　工况1:自重+预应力;
　　工况2:自重+预应力+横向风载;
　　工况3:自重+预应力+纵向风载;
　　工况4:自重+预应力+温度变化;
　　工况5:自重+预应力+施工荷载;
　　工况6:自重+预应力+混凝土收缩、徐变影响。
　　整个桥梁工程大体上可以分为5个关键施工阶段,这5个关键施工阶段如表1。
　　
　　3.2荷载计算和实现
　　风荷载的取值。高墩竣工后所承受的荷载有自重、纵向风荷载、横向风荷载。由《公路桥涵设计通用规范》可知作用于桥梁上的风荷载风压可按下式计算:
　　W=k0k1k3Wd=k0k1k3k22k25W0
　　式中:W:风荷载强度(kN/m2);W0:基本风压值(kN/m2);Wd:设计基准风压(kN/m2); :设计风速重现期换算系数,对于单孔跨径指标为特大桥和大桥的桥梁,k0=1;k3:地形、地理条件系数;k5:阵风风速系数;k2:考虑地面粗糙程度类别和梯度风的风速高度变化修正系数;k1:风载阻力系数。
　　施工阶段内容
　　
　　1、基础及承台、墩身施工;
　　
　　2、施工全部桥墩临时支撑;
　　
　　SG13、在预制场浇注主梁混凝土,待混凝土强度达到设计强度的90%后张拉腹板钢束并压浆
　　
　　SG2采用施工机械吊装预制梁,施工时必须按照对称、均衡的原则进行预制梁的安装
　　
　　1、按连续接头施工步骤逐次连接连续接头处钢筋;
　　
　　2、浇注墩顶连续接头及两侧各18 范围内的湿接缝和现浇横隔梁;
　　
　　SG33、待混凝土强度达到设计强度的90%后,张拉相应的顶板负弯矩钢束并压浆,填补负弯矩钢束张拉槽口混凝土。
　　
　　1、拆除临时支座,形成连续体系;
　　
　　SG42、逐空浇注剩余部分的湿接缝和现浇横隔梁混凝土。
　　
　　SG5浇注现浇层、桥面铺装及护栏等桥面系附属工程
　　
　　SG6成桥运营阶段,按规范规定时间为10年。