高墩大跨连续刚构桥几何非线性与稳定分析

乔长江++曾卓

摘要：结构的稳定性在高墩大跨度连续刚构桥施工中至关重要，本文针对高墩大跨连续刚构桥的几何非线性和稳定性进行了分析。

关键词：高墩大跨连续刚构桥；几何非线性；稳定性

中图分类号：U448.23 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2017）05-34-02

前言

我国高速公路这几年的发展十分迅速，在桥梁工程中，高墩大跨连续刚构桥获得了广泛的应用和推广。可是伴随跨径和桥墩的大幅增加，这类桥的结构变得越来越柔，使得高墩大跨连续刚构桥的几何非线性和稳定性越来越重要。

1高墩大跨连续刚构桥几何非线性概述

几何非线性问题是指放弃小变形假设.不使用结构变形前的平衡方程，平衡方程参考变形后的构形，计入几何关系的二次项，在求解过程中不断的修改平衡方程的方法。几何非线性问题可以分为：大位移大应变问题，如结构的非线性失稳，大位移小应变问题，如梁的大挠度弯曲，及由结构变形引起的外荷载大小、方向或边界条件的变化的问题。由于控制平衡方程建立在结构变形之后的位置上，结构的刚度除与材料及初始结构变形有关外，还与受载后的应力、位移状态有关。在建立以空间杆系结构有限元位移理论为基础的大跨度桥梁结构几何非线性分析平衡方程时，一般都考虑了以下三方面的几何效应：

（1）单元初内力引起的单元刚度矩阵的变化。我们知道单元刚度矩阵是轴力的函数，也就是说轴力对单元的刚度有着很大的影响，一般都是通过稳定函数法中的刚度系数来考虑这一影响的，而杆单元的弯矩可以改变杆件的轴向长度，进而影响单元的轴向刚度。……