超长桩基大跨预应力混凝土斜拉桥施工过程稳定性研究.pdf

桥梁建设? ? ? ?年第? ?卷第?期? 总第? ? ?期? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 超长桩基大跨预应力混凝土斜拉桥施工过程稳定性研究 吴安杰? 赵?雷 ? 西南交通大学土木工程学院? 四川 成都? ? ? ? ? ? 摘?要?由于超长桩基础大跨预应力混凝土斜拉桥结构在竖向表现出大尺度的特征? 为给此 类桥施工控制提供依据? 以越南某? ? ? ? ? ? ? ?双塔双索面预应力混凝土斜拉桥? 最大桩长 ? ? ? 为背景? 采用? ? ? ? ? ? ? ? ?软件建立全桥空间有限元模型? 计算结构稳定安全系数? 并分析 桩长变化对结构稳定性和动力特性的影响程度及其规律?结果表明? 桩长的增加引起桥梁结构竖 向尺度的增大? 降低了结构施工过程中的稳定性? 主梁稳定性对桩长变化在边跨合龙前表现得比较 敏感? 在边跨合龙前应重视结构竖向尺度变化带来的稳定性问题? 最低稳定安全系数? ? 出 现在桥面铺装过程中? 须引起施工重视? 但该桥施工过程中稳定性仍满足规范要求? ? 随着 桩长增加? 结构基本频率降低? 振型形状有所改变? 施工控制中须随时关注结构动力特性的不利变化? 关键词?斜拉桥? 预应力混凝土结构? 超长桩基? 大跨径? 有限元法? 施工控制? 稳定安全系数? 动力特性 中图分类号? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文献标志码? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 收稿日期? ? ? ? ? ? 基金项目?交通运输部科技项目? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 作者简介?吴安杰? 博士生? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?研究方向? 超长桩大跨深水桥梁的施工控制? ? 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 超长桩基大跨预应力混凝土斜拉桥施工过程稳定性研究?吴安杰? 赵?雷 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?引?言 随着大型斜拉桥的建设? 超长桩基被普遍采用? 在结构跨度剧增的同时? 桩基长度也越来越长? 如苏 通长江大桥桩基长度接近? ? ?桩长的增加势必 带来桩基自身的稳定性问题? ? 对上部结构的影响 也不可忽视?斜拉桥施工过程的稳定性分析研究? 针对较多的是钢箱梁? ? ? ? 组合梁?或者混合梁桥 型? ?由于最初混凝土斜拉桥跨径小? 主梁截面刚 度大? 稳定性问题不是很突出? 此类桥施工过程稳定 性问题常被人们所忽略?然而? 当大跨无辅助墩的 预应力混凝土斜拉桥采用超长桩基础时? 结构除了 纵? 横向具有轻柔特征? 在竖向也表现出大尺度的特 征? 此时施工过程中的稳定性问题值得关注? ? 稳定性的理论研究目前已经很成熟? ? 材料非 线性稳定实质上属于极限承载能力的范畴? ? 工程 中往往以弹性稳定计算结果作为设计的依据?大型 斜拉桥结构稳定分析过程复杂且繁琐? 分析者常忽 略了下部结构的桩?土作用影响? 目前? 缺乏超长桩 基础对施工过程中结构稳定性影响的系统认识?结 构自振频率和振型是反映结构抗震性能的重要参 数? ? 人们更多关注的是成桥后的完整结构? 常常忽 略了施工过程中结构的动力特性的变化过程?一座 大型完整的桥梁结构经历内力或应力不断叠加的复 杂变化过程? 传统的模态分析不再适用? ? ?基于 此? 本文以越南某大型预应力混凝土斜拉桥? 最大桩 长? ? ? 为背景? 采用有限元数值模拟? 计算了施 工全过程中的稳定系数和频率? 分析了桩长变化对 结构稳定安全系数的影响程度及其规律? 并采用有 应力模态分析方法分析了动力特性对桩长变化的敏 感程度? 为此类斜拉桥的施工控制提供依据? ?工程背景 越南某大型桥梁主桥为? ? ? ? ? ? ? ?双 塔双索面预应力混凝土斜拉桥? 如图?所示?桥面 总宽? ? ? 双向?车道? 外设?道摩托车车道及 人行道? 设计速度? ? ?桥面设? ?的纵坡 以及? ?的双向横坡? 中跨竖曲线半径为? ? ? ? 设计基准温度? ? ? ?桥址处设计洪水位为 ? ? ? 桥下净空? ? ? 该桥主梁采用?形预应力混凝土肋板式加劲 梁? 混凝土强度等级为? ? ? 边梁高? ? ? 中心线 处梁高? ? ? 主梁标准断面如图?所示?标准梁 段长? ? ? 合龙段长?主梁在桥塔处设有横 向抗风支座? 竖向支座及纵向阻尼限位装置?斜拉 索采用单股? ? ? 极限强度? ? ? ?的高强 度钢绞线? 全桥共计? ? ?根? 索面呈扇形布置? 标准 索距? ? ?斜拉索锚固区设变厚度横梁以及钢 锚箱? 横梁间距? ?桥塔为钢筋混凝土?形结 图?越南某预应力混凝土斜拉桥立面布置 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 桥梁建设? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 构? 塔高? ? ? ? 混凝土强度等级为? ? ? 横桥向 设置?个塔柱? 塔柱为变截面箱形截面? 塔柱间设置 上? 下?道横梁?过渡墩采用双柱式桥墩? 墩柱为矩 形截面? 尺寸为? ? ? 每墩柱中设? ?束 ? ? ? ? ? ?的预应力钢绞线与主梁和承台相连? 该桥地基土层由上至下分别为松散沙土? 软质粘土? 硬粘土和密实沙土?桥墩均采用钻孔灌注桩基础? 桩径为? ? 其中桥塔墩设? ?根长? ? ?的钻孔 灌注桩基础? 边墩设?根长? ?的钻孔灌注桩基 础? 混凝土强度等级为? ? ? 图?主梁标准横断面 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 该桥主梁采用对称悬臂法施工? 施工阶段划分 如表?所示?其中? ?号混凝土梁段采用支架浇 筑? 梁段标准施工过程包括挂篮前移? 斜拉索第?次 张拉? 安装锚箱? 浇筑横梁混凝土? 浇筑主梁混凝土? 张拉预应力钢束? 斜拉索第?次张拉? ?号混凝 土梁段在挂篮前移后进行斜拉索第?次张拉? 表?大桥施工阶段 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 施工阶段施工内容 ? 施工桩基和塔柱 ? 施工?号梁段 ? ? 施工?号梁段 ? ? ? 施工?号梁段 ? ? 安装临时抗风索 ? ? ? 施工? ? ?号梁段 ? ? 安装临时墩及临时 索? ? ? ? 施工? ?号梁段 ? ? 安装临时索? 施工阶段施工内容 ? ? ? 施工? ?号梁段 ? ? 安装临时索? ? ? ? 施工? ?号梁段 ? ? ? ? 合龙边跨 ? ? ? 拆除边跨挂篮和临 时索? ? ? ? ? ? 施工? ? ? ?号梁段 ? ? ? ? ? 合龙中跨 ? ? ? 拆除挂篮和抗风索 ? ? ? 铺装桥面 ?有限元模型与计算方法 ? ?有限元模型 采用? ? ? ? ? ? ? ? ?软件建立该预应力混凝土斜 拉桥的三维有限元模型? 其中塔? 主梁? 桩基及承台 均采用空间梁单元模拟? 斜拉索采用具有大变形非 线性特性的索单元模拟?主梁与斜拉索的连接采用 无质量的换算刚臂单元模拟?该预应力混凝土斜拉 桥模型中单元数共计? ? ?个? 其中梁单元? ? ? 个? 索单元? ? ?个? 该预应力混凝土斜拉桥空间有限 元计算模型如图?所示?根据岩土勘察结果? 采用 ?系数法将土换算成土弹簧? 以考虑土对桩的约束 边界?计算模型的约束条件如表?所示? 图?预应力混凝土斜拉桥空间有限元计算模型 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 表?计算模型的约束条件 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 位置? 线自由度转动自由度 ? 下部结构底部 ? 桥塔与主梁 ? 过渡墩与主梁 ? 桩身与土 ? ?注?分别为顺桥向? 横桥向及竖向? ? 代表自由? ? 代表互 相约束或固结? ? ?计算方法 ? ? ?施工过程中弹性稳定分析 弹性稳定? 屈曲? 分析归结于求解结构系统刚度 矩阵的奇异特征值和特征向量? 以获得结构的临界 失稳荷载和失稳模态?但工程中只有最小的特征值 或最小的稳定安全系数才有实际意义? 施工过程是结构内力或应力状态不断叠加变化 的过程? 因此? 构造几何刚度矩阵是施工过程中稳定 分析的关键?本文分析中? 可通过输入初始内力来 考虑当前阶段稳定计算的初始几何刚度? 而初始内 力则需要之前施工阶段的静力内力计算结果?在弹 性稳定分析时? 可通过等效弹模的? ? ? ? ?公式间接 修正索垂度非线性效应? 但静力内力计算可以直接 考虑几何非线性因素影响? 其中包括垂度效应? 大变 形以及梁柱效应? 荷载由结构自重以及主要施工荷载? 主梁静风 作用的竖向分量等组成?静风作用的横桥向分量对 稳定性影响不敏感? ? ? 分析中不考虑横向风?除斜 拉索索力加载到设计张拉力外? 作用于斜拉桥上的 其他荷载均按同一比例在原作用位置进行荷载增量 ? 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 超长桩基大跨预应力混凝土斜拉桥施工过程稳定性研究?吴安杰? 赵?雷 加载? 直至失稳? ? ? ?施工过程中有应力模态分析 模态分析可确定结构的动力特性? 即结构的自 振频率和振型等?当考虑结构的几何刚度影响时? 即体系刚度矩阵? 包含了应力刚度矩阵? ? 则 为有应力模态分析? ? ? 有应力? 对应无应力? 模态分析用于计算有应力 结构的动力特性? 如有载结构? 张紧的索? 有预应力 结构等?本文分析中? 本施工阶段的初始应力可以 通过前一阶段的内力计算结果来实现? 同稳定分析 过程? ? 施工过程模态分析中? 除考虑影响刚度的因素 外? 还考虑了临时施工机械或设备对结构质量分布 的影响?分析中采用一致质量法将连续分布的质量 进行离散?采用? ? ? ? ? ?法求解频率? ?计算结果及分析 ? ?稳定性 在施工过程稳定安全系数计算时? 考虑桩基长 度的影响? 将桩划分为?个长度等级? ? 即不考虑 下部结构桩?土作用? ? ? 即取全桩基长度的一 半? ? ? 即为设计标准桩基长度?各施工阶段的 稳定安全系数计算结果如图?所示?由图?可知? ? ?在? ? ?桩长下? 弹性稳定安全 系数?分别为? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 均满足越南的? 桥梁设计规范? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 及我国? 公路斜拉桥设计细则? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 的规定? ?说明按照设计施工 工序? 表? ? 该桥在施工过程中结构稳定满足施工 要求? ? ?稳定安全系数曲线在施工过程中整体变化 规律为刚开始逐渐增大? 施工阶段? ? ? 然后缓 慢平缓变化? 施工阶段? ? ? ? 最后呈现明显下降 的趋势? 施工阶段? ? ? ? ? 每段混凝土施工中又 有局部波动? ? ?在施工的前几个阶段? 随着挂索和斜拉索 逐渐张拉的进行? 结构体系刚度有所增强? 表现出稳 定安全系数增大?当悬臂施工到一定阶段? 稳定安 全系数不再明显增加? 出现缓慢平缓变化? ? ?在施工阶段? ? 张拉临时抗风索? 时? 稳定 安全系数出现明显增大? 相对前阶段增大了? ? ? ? ? ? ? ? 说明设置临时抗风索可以提高斜拉桥施工 过程的结构稳定性? 且效果明显? ? ?在施工阶段? ? 边跨合龙的前一个阶段? 时? 即主梁最大双悬臂状态和过渡墩最大自由悬臂 状态? 结 构 稳 定 安 全 系 数 较 低 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 失稳位置出现在过渡墩上? 而边跨合龙后? 稳定安全系数提高了? ? ? ?因此? 在边 跨施工合龙前应采取必要措施? 以确保在过渡墩自 由悬臂状态下浇筑边跨实心梁段和张拉边跨锚固预 应力钢束时的结构稳定性? ? ?在施工阶段? ? ? 中跨合龙阶段? ? 相对最大 单悬臂 状 态 时? 稳 定 安 全 系 数 略 有 提 高 ? 提 高 了 ? ? ? ? ? 当施工阶段? ? ? 桥面铺装施工? 时? 稳定安全系数最低? ? ? ? ? ? 应结合 施工工艺? 采取必要措施和合理方案? 以保证此时结 构的稳定性? 图?各施工阶段的稳定安全系数 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 在各施工阶段? 不同长度桩基模型分别计算一 次稳定安全系数? 或基频? ? 并比较各值的最大差别 程度? 从而可得出结构稳定性? 或动力特性? 受桩长 变化影响的最大程度? 并绘制随施工阶段进行的曲 线? 如图?所示?由图?可知? ? ?桩长变化对结构稳定安全系数的影响程度 随着施工的进行整体呈逐渐减弱的趋势? ? ?在施工阶段? ?号斜拉索第?次张拉完 成且挂篮前移到?号梁端部? 之前? 稳定安全系数随 桩长的增加而降低? 而此阶段后? 桩越长? 稳定安全 系数反而越大? 曲线出现交叉点? ? ?考虑桩长参数变化影响? 稳定安全系数之 间的差别为? ? ? ? 最大差异值出现在施 工阶段? ? 浇筑?号梁段混凝土? ?而对于施工阶 段? ? ? 此时为独立的最大自由悬臂过渡墩结构? ? 稳定安全系数之间的差别为? ? ? 所以对墩柱结 构单独进行稳定分析时? 不考虑桩?土作用? 桩长度 为? ? 数据误差大? 往往是失效的?分析表明? 主梁 稳定性对桩长变化在边跨合龙前表现得比较敏感? 在合龙后不再敏感? ? 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 桥梁建设? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图?施工过程中结构稳定性和动力特性 受桩长变化影响的最大程度 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 由主梁悬臂浇筑过程模拟及稳定性计算可知? 该桥失稳模态表现为主梁竖向面内失稳?失稳位置 主要集中在主梁?号块?设计中应保证此梁段截面 的刚度? ? ?动力特性 通过有应力模态分析施工过程中的结构基本频 率? 结果如图?所示?由图?可知? 在? ? ? ? ?桩 长 下? 结 构 基 本 频 率?分 别 为? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 施工过程 中结构基本频率整体呈先减小后增大的变化趋势? 每段混凝土施工中又有局部波动? 随着桩长增加? 结 构基本频率整体有所降低? 在施工阶段? ? 张拉临 时墩上的临时索? 时? 曲线出现跳跃? 基频相对前一 阶段增大了? ? ? 说明在临时墩上张拉临时 索对结构的动力性能影响比较大? 根据图?结果? 结合图?进行分析可知? 考虑桩 长参 数 变 化 影 响? 结 构 基 本 频 率 之 间 的 差 别 为 ? ? ? ? 最大差异值出现在施工阶段? ? 张 拉临时抗风索? ?而对于施工阶段? ? ? 此时为独立 的最大自由悬臂过渡墩结构? ? 基本频率之间的差别 为? ? ? 所以对墩柱结构单独进行动力分析时? 不考虑桩?土作用? 数据误差大? 往往是失效的? 在施工过程中? 结构基本振型主要表现为塔柱 图?各施工阶段结构基本频率 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 纵向侧弯?主梁竖向对称弯曲? 说明结构在施工过 程中面内刚度小于面外刚度?该桥成桥阶段的一阶 竖向振型如图?所示?由图?可知? 不同桩长? 结构 振型形状是不同的? 综上可知? 桩长变化对结构的动力特性影响较 大? 且在整个施工过程中? 动力特性对桩长变化都是 敏感的?因此? 施工控制中须随时关注结构动力特 性的不利变化? ?结?论 ? ?结构稳定安全系数在施工过程中呈逐渐增 大? ? ?缓慢平缓变化? ? ?明显降低的趋势? 在每段 混凝土梁浇筑中又有局部的波动?在过渡墩最大自 由悬臂状态时? 稳定安全系数较低? ? ? ? 最 低值? ? ? 出现在桥面铺装施工过程中? 须引 起施工重视? 但稳定性仍满足规范要求? ? ? ?桩长的增加势必引起桥梁结构竖向尺度的 增大? 会降低结构施工过程中的稳定性? 最大影响为 ? ? ? ?桩长变化对结构稳定安全系数的影响程 度随着施工的进行呈逐渐减弱的趋势? 分析表明? 主 梁稳定性对桩长变化在边跨合龙前表现得比较敏 感? 在合龙后不再敏感?因此? 此类桥尤其在边跨合 龙前应重视结构竖向尺度变化带来的稳定性问题? ? ?施工过程中结构基本频率整体呈先减小后 增大的变化趋势? 每段混凝土梁施工中又有局部波 图?成桥阶段的一阶竖向振型 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 超长桩基大跨预应力混凝土斜拉桥施工过程稳定性研究?吴安杰? 赵?雷 动?随着桩长增加? 结构基本频率降低? 振型形状有 所改变?在整个施工过程中? 动力特性对桩长变化 表现敏感?因此? 施工控制中须随时关注结构动力 特性的不利变化? 参考文献? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?贺静漪?软土地基超长桩桩身压缩和稳定性研究? 硕 士学位论文? ?杭州? 浙江大学? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?陈文元? 赵?雷? 孙才志?鄂东长江大桥施工过程静力 弹性稳定性?公路交通科技? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 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