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基于稳定性分析的开口钢箱梁吊装施工参数分析

2021-09-09张鑫,范亮

公路交通技术 2021年4期

张 鑫, 范 亮

(1.重庆汇中建筑施工图设计审查有限公司, 重庆 400700; 2.重庆交通大学, 重庆 400074)

钢-混凝土组合桥是由钢箱和混凝土桥面板组成,充分发挥钢材受拉以及混凝土受压的材料优势,具有自重小、无裂缝、快速装配等优势[1-3]。钢-混凝土组合桥中,由于钢箱梁主要用于受拉,成桥后钢箱顶面位于中性轴附近几乎不受力,因此,钢箱梁与钢箱中的构造形式有显著区别,一般为无顶板的开口钢箱梁,仅有较小的上翼缘用于安装剪力钉。钢-混凝土组合梁在施工过程中桥面板未安装就位时,开口钢箱梁刚度较小、稳定性较差,如2020年美国纽约州梅西桥在桥面板未安装前发生了严重的钢梁侧倾整体扭转失稳事故。

稳定性是桥梁的核心课题之一,国内外许多学者对桥梁成桥状态结构的稳定性做了大量研究[4-10],成桥状态结构所受荷载较为稳定,而在施工过程中,结构所承受的临时荷载值有可能大于运营状态下结构的设计荷载值,使得结构局部应力超过材料强度设计值或结构产生的变形过大而失稳,最终导致结构在施工过程中发生破坏[11-14],因此,施工过程中结构稳定性研究十分重要且必要。

本文运用有限元分析软件对钢箱梁吊装过程进行模拟,分析吊点间距、吊索与钢箱梁夹角等施工参数以及钢箱梁宽跨比、高跨比、腹板厚度、横隔板数量等结构参数对开口钢箱梁稳定性的影响,为开口钢箱梁设计及吊装施工控制提供参考。

1 结构屈曲稳定性分析理论

稳定性问题表现在加载过程中,构件在原有的平衡状态失去稳定性而转向新的稳定平衡,当荷载P=Pcr时,平衡分支即将出现,称Pcr为压屈荷载。……

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