某公路桥梁高墩稳定性计算.docVIP

***大桥高墩计算分析报告 一、工程概况 本桥平面位于直线上，桥面横坡为双向2%，纵断面纵坡1.6%。原桥设计左幅中心桩号为K64+375.850，共2联 (3-40)+(3-40)m；右幅中心桩号为K64+355.650，共2联 (3-40)+(4-40)m。上部结构采用预应力砼(后张)T梁，先简支后连续。下部结构0、6(左幅)、7(右幅)号桥台采用U台接桩基，0（右幅）号桥台采用U台接扩大基础，2、3、4(左幅)、3、4、5(右幅)号桥墩采用空心墩接桩基，其余桥墩采用柱式墩接桩基础。 由于施工过程中，施工单位将2、3、4(左幅)、3、4、5(右幅)号桥墩改为圆柱墩接桩基础，且桩基础已于2011年5月终孔。本次对其高墩进行计算分析。 主要分析结论： 1、墩顶纵桥向有约束时，失稳安全系数γ=10.91，墩身稳定性安全。 2、墩顶纵桥向无约束时，失稳安全系数γ=4.29，安全系数偏小。本次分析报告提出以下两个方案： 方案一：将现有变更D=2.3m圆柱式墩改为2.3*2.3m方柱式墩，以桩帽相接，失稳安全系数γ=6.97，安全性得到 方案二：对本桥进行重新分联，左幅分为三联：40+（4*40）+40m，右幅分为三联：2*40+（4*40）+40m，将高墩全部固结，以达到稳定性要求。 从安全性方面考虑，本次分析推荐方案二。 3、施工阶段、使用阶段桥梁墩柱结构验算安全。 4、施工阶段裸墩状态受到顺桥向风荷载对墩身最不利。建议在施工过程中对墩顶施加水平方向的约束(具体的操作措施可在墩顶设置浪风索，防止墩身在风荷载作用下发生过大的位移)保证墩身的结构安全。 5、根据原桥桥型图3号墩中风化板岩顶部高程236.12，而设计变更文件左幅3号墩墩底高程235.2，左幅4号墩墩底高程237.5，右幅5号墩墩底高程238等，设计为嵌岩桩，请注意桩底高程的控制。 6、本次分析墩身砼按C40考虑，请注意修改相关变更图纸。 以下将对本桥高墩稳定以及结构安全性做详细分析： 二、高墩屈曲安全性分析 原桥设计左幅中心桩号为K64+375.850，共2联 (3-40)+(3-40)m，上部结构采用预应力砼(后张)T梁，先简支后连续。 图1、**大桥左幅立面 本桥原桥左幅2,3,4号桥墩为薄壁墩，根据变更文件2,4号墩实测墩高分别为46.1m和44.8m且与下构固结，3号墩为过度墩墩高45.9m，非固结。 图2、**大桥右幅立面 本桥原桥右幅中心桩号为K64+355.650，共2联 (3-40)+(4-40)m。上部结构采用预应力砼(后张)T梁，先简支后连续，其中3,4，5号桥墩为薄壁墩，根据变更文件4,5号墩实测墩高分别为45.9m和 本次计算先按原薄壁墩变更为直径D=2.3m圆柱墩，分别对最高固结墩左幅2号墩（46.1m）和最高非固结墩左幅3号（45.9m）墩按实测墩高进行计算，在midas里面建立空间杆系模型进行屈曲稳定性分析获得临界集中力，按两种不同的约束条件（墩顶在纵桥向有约束和无约束）分别进行分析（由于变更图纸中出现墩柱两种混凝土型式C30，C40，为偏安全设计本次分析按C40考虑）。 图3、圆柱有限元模型 左幅2号墩顶在纵桥向有约束、墩身砼采用C40砼，墩高46.1m： A墩顶恒载： 双孔梁自重：P1=8603.2KN 帽梁自重：P2=1039.2KN 桥面二期荷载：P3=1053.6KN 墩顶恒载：P4=8603.2+1039.2+1053.6=10696 B墩顶活载：（根据本次设计的部颁T梁上构通用图说明） P5=3637KN 墩顶纵向约束考虑约束转动，不约束纵向位移。 C40墩顶有约束Midas计算结果 项目 第一失稳模态 第二失稳模态 第三失稳模态 墩顶横载(kN) 10696 10696 10696 墩顶活载(KN) 3637 3637 3637 计算结果 43.00 171.5 285.7 换算为墩顶荷载(kN) 156373 623772.2 1039142.5 失稳模态动态文件名 有约束1.avi 有约束2.avi 有约束3.avi 结果描述（动态模型详见midas相关失稳模态动态附件）： 根据计算显示：第二、三阶失稳临界力均比第一阶大。 根据以上分析及帽梁计算的结果，40mT梁上构自重及汽车作用到墩帽顶的荷载为P=14333kN；出现第一阶失稳的安全系数为γ=156373/14333=10.91。计算结果显示墩身稳定性较为安全。 3号墩顶在纵桥向无约束、墩身砼采用C40砼，墩高45.9m A墩顶恒载： 双孔梁自重：P1=7121.2KN 帽梁自重：P2=1039.2KN 桥面二期荷载：P3=1053.6KN 墩顶恒载：P4=8603.2+1039.2+1053.6=9214KN B墩顶活载：（根据本次设计的部颁T梁上构通用图说明） P