具有初始缺陷的高桥墩稳定性分析.pdfVIP

公路交通技术 2010年6月 第3期 TechnologyofHighwayandTranspo~Jun．2010 No．3 具有初始缺陷的高桥墩稳定性分析 何学德 ，赵俊志 ，储何龙 。 (1．招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆 400067；2．重庆交建土木工程设计有限公司，重庆 401147； 3．重庆市渝通公路工程总公司，重庆 400060) 摘 要：将施工中存在初始缺陷的高桥墩视为两端铰支的压杆，采用瑞利一里兹法推导其稳定临界压力公式。利用 公式进行计算，算例结果表明初始缺陷的存在会降低桥墩承载力。 关键词 ：压杆；初始缺陷；瑞利一里兹法；临界压力 文章编号：1009—6477(2010)03—0089—03 中图分类号：U443．22 文献标识码：A AnalysisofStabilityofHighBridgePierswithInitialDefects HE Xuede ZHAO Junzhi，CHU Helongz Abstract：Forhiighbridgepierswith initialdefectsin construction，thispaper，regarding them astom- pressionbarswithhingedsupportingonbothsides，derivesstablecriticalpressureformulaeforpiersby meansoftheRayleigh—RitzM ethodandcalculatebasedon formulae．Thecalculation resultshowsthat theexistenceofinitialdefectswillreducethebearingcapacityofpiers． Keywords：compressionbar；initialdefect；Rayleigh．RitzM ethod；criticalpressure 当一个结构受力后能维持原有平衡位置或原有 1．1 基本假定 变形状态时，认为这个结构处于稳定平衡状态。若 将璧厚为 W的矩形等截面空心墩模拟成两端 这个结构不能维持原有平衡状态，认为它失去稳定。 铰支的压杆，长度为 z，横截面边长为b，C；整根 一 般将结构失稳分为第 1类稳定问题和第 2类 压杆只存在一个矩形初始缺陷；缺陷深度 6，缺陷 稳定问题。 高度h，缺陷离压杆底高度x0，如图 1所示。 直线平衡失稳定时，可能存在轴向受压和压弯 1．2 缺陷压杆截面惯性矩表达式 2种不同受力性质的平衡状态 ，从而产生平衡路径 如图 1所示，矩形缺陷将压杆高度分为3段 ， 的分枝，也就是第 1类稳定问题。偏心受压杆失稳 时，不会发生平衡形式的分枝，自始至终都处于压 弯平衡之中，一般情况下杆件在失稳之前，受压一 侧已存在塑性变形，屈曲的发生是杆件丧失承载力 的结果，即第2类稳定问题。 工程中存在的稳定问题大多属于第 1类稳定 问题。工程中，理想轴压杆是不存在的，轴压杆 或多或少存在着初始缺陷。混凝土结构轴压杆初 始缺陷则可能存在尺寸偏差 、材料不均匀、钢筋 位置偏差等。 初始缺陷的存在会降低轴压杆的承载力。针对 高墩施工时因模板 自身凹陷或立模时存在偏差的情 况，笔者借助瑞利一里兹法对临界压力进行如下推 导，得到带缺陷压杆的临界压力。 1 缺陷压杆稳定性公式推导 图 1 具有初始缺陷高墩示意 收稿 日期：2009-12—11 作者简介：何学德(1974一)，男，安徽省安庆市人，硕士，工程师 公 路 交 通 技 术 2010鱼 相应截面惯性矩设为 j()、，2()、厶()。 式中，E为材料的弹性模量。 在 ∈(