刘小林

(中铁大桥勘测设计院集团有限公司 武汉 430056)

极限承载力和稳定性不但反映结构的运营安全性，也是工程设计和计算的重点及难点。桥梁结构极限承载力分析的实质是通过不断求解计入几何非线性和材料非线性的刚度方程，寻找其极限荷载的过程[1-2]。目前桥梁极限承载力常用的分析方法有：线性屈曲法、几何非线性分析法及同时考虑几何和材料非线性的双非线性分析方法。通过对极限承载力的模拟，可以呈现极限状态下的倒塌模式，发现结构的薄弱点、薄弱截面或薄弱构件，进而有针对性地补强和提高，以达到全桥各个构件和部位安全系数基本一致的目的。本文结合智利查考桥初步设计方案中的中间钢塔，通过不同荷载工况下双重非线性分析，从塑性铰的形成机理出发，提出在有限元全桥倒塌仿真分析中通过屈曲点和屈服点先后关系识别破坏诱因及失效模式的方法，对悬索桥中间钢塔的失稳机理和相对薄弱部位进行分析，并提出相应的补强措施，以增加运营阶段的结构安全性。

1 方案概况

随着连跨悬索桥的兴起，由于其能适应特殊的地形环境，不但造型美观，且造价方面具有较大的竞争优势，在世界各地均有较多的推广建造，由于连跨悬索桥中塔刚度大、受力复杂，其极限承载力得到了广泛的关注。本文选取的研究对象为智利查考大桥初步设计方案，其总体布置为三塔悬索桥，跨度为140 m+1 055 m+1 100 m+339 m =2 634 m，中塔采用顺桥向为人字形的钢结构塔，边塔为钢筋混凝土塔，加劲梁采用扁平闭口钢箱梁。……