悬索桥索塔的稳定性全过程分析

• 作 者: 王浩
• 出 处: 长安大学
• 发表日期: 2015年01期
• 关键词: 索塔 稳定性 悬索桥 非线性 初始缺陷 静风荷载??

在众桥梁体系中,悬索桥以其跨越能力强、造价较低的特点越来越受到建设者的青睐。作为悬索桥受力体系中的重要承重构件,索塔的受力性能也成为悬索桥设计中至关重要的一环。特别是随着塔身的高耸化、塔柱截面的薄壁化以及各种新材料新工艺的应用,使得索塔的刚度降低,其稳定性问题也愈发值得去探究。本文对索塔进行稳定性分析时,主要进行了以下研究内容:1.首先介绍了悬索桥体系中常见的索塔结构形式和受力特点,并在总结国内外对索塔稳定性问题研究的基础上,从有限元法的角度分析了索塔失稳的原因,并提出了结构稳定性的评价指标。2.结合算例对受压杆件的两类稳定性做了详细的计算,并通过考虑不同非线性因素分析了压杆的稳定性破坏机理。建议对同类构件进行稳定性分析时,不可仅计入任一种单一的非线性因素,应综合考虑双重非线性因素的影响。3.对依托工程中的索塔稳定性进行了详细的分析计算,主要对裸塔和成桥状态两个工况进行。通过对其屈曲稳定性进行计算并得出结论,证明主缆的约束作用对索塔的稳定性影响十分明显,以致可以改变其失稳的方向,并提高了索塔结构的整体稳定性。4.通过计入初始缺陷和双重非线性因素对索塔进行了极限承载力分析,得到索塔的第二类稳定安全系数在第一类稳定安全系数的0.12~0.31倍之间,且失稳时均为索塔底部混凝土材料发生受压破坏。5.对影响索塔稳定性的几种主要因素进行了参数化分析,量化了其影响的程度,本文选取了非线性因素、初始缺陷、约束条件、索塔刚度和静风荷载五种因素。