唐扬斌



薄壁变截面高桥墩的稳定分析

唐扬斌

(湖南常德公路工程总公司, 湖南 常德, 415000)

应用里兹法研究了考虑墩身自重的薄壁变截面高桥墩的稳定性. 构造满足桥墩位移边界条件的横向位移曲线函数, 得到其应变能和荷载势能表达式. 基于势能驻值条件求出了薄壁变截面高桥墩的临界荷载解析式, 利用该解析式可以方便地求出薄壁变截面高桥墩的临界荷载. 与有限元分析得到临界荷载的比较表明, 该方法简单可靠.

里兹法; 变截面高桥墩; 稳定; 临界荷载

目前我国公路建设已经深入到祖国的边远山区, 跨越深谷的桥梁日益增多, 这使得高桥墩应用也越来越多, 墩高经常达到30~60 m, 甚至更高[1-2]. 另外, 随着高强混凝土的应用, 高强材料的出现, 以及出于节省材料和降低工程造价的需要, 高桥墩通常做成薄壁变截面的. 对于薄壁变截面高桥墩的设计和施工, 除了必须考虑其强度满足要求外, 稳定性也是必须考虑的重要因素[3-4]. 高桥墩的稳定性问题实质就是压杆的稳定问题, 对于等截面高桥墩的稳定性, 目前已得到比较充分的研究, 有现成的等截面压杆临界荷载计算公式计算其临界荷载, 而对于变截面高桥墩的稳定性, 目前通常采用通用有限元软件计算其临界荷载. 如刘庆潭采用传递矩阵法研究了锥形变截面压杆稳定[5]; 卞敬玲采用有限单元法研究了任意变截面压杆的分支屈曲[6]; 楼梦麟采用模态摄动法得到了变截……