高墩大跨刚构桥稳定性及其影响因素分析论文_段然

高墩大跨刚构桥稳定性及其影响因素分析论文_段然

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摘要:良好的交通建设是一个地区发展必不可少的元素,长期以来,各地也将交通事业放在建设的首位,现今大面积开展建设的高铁就是交通事业发展的一个重要指标。当然,高铁的建设现阶段暂时无法全面开展,桥梁建设仍是交通建设的核心。刚构桥是如今广泛建设的桥梁种类,尤其是在山区、河谷地区,由于刚构桥性能优异,经济价值高,因此大多选用这种建设方式。在其实际应用阶段,已经展现出较为突出的优势,但是还是需要考虑很多细节,其中尤其需要注意的就是稳定性。本文就高墩大跨刚构桥展开探讨分析,探究就其稳定性以及影响因素,希望对交通事业建设提供一定参考。

关键词:高墩大跨刚构桥;稳定性;影响因素

引言

我国建设事业一直处于高速发展阶段,在发展过程中,不可忽略的就是交通事业的建设,交通对于经济发展有良好的促进意义,并能能够加强地区之间的交流,桥梁建设仍是现今交通事业的重要建设方向。尤其是国家建设渐渐覆盖偏远地区,这就更需要有良好的交通作为基础。西部地区多山、多河谷,交通建设大多需要依靠桥梁,刚构桥以其优异性能获得广泛应用。桥梁的建设,不仅要能够实现较高的经济价值,更重要的是稳定性,能够保障行人、车辆的安全,能够保持长期的使用,加之如今刚构桥的建设难度越来越高,建设点地理落差也不断增加,这就需要能够明确其稳定性特点,根据实际数据分析,保障良好的工程建设。

一、刚构桥概述

刚构桥最早出现于二战期间,其主要承重结构是将梁、墩采取刚性连接,其受力更为均匀,跨度能力大,而且节省了大型支座,经济性能上也较为优异。刚构桥有门式刚构桥、斜腿刚构桥、T形刚构桥、连续刚构桥。

1.门式刚构桥

门式刚构桥是指腿和梁呈门形的桥梁结构,种类较多,但是大多适用于地质环境较好的地方,也就是需要建设地区落差不大,不会有异常地质变动。一般可以选取钢、钢筋混凝土进行构建。

2.斜腿刚构桥

顾名思义,斜腿即是桥墩斜向支撑,该种结构能够在地理环境跨度较大的地区进行构建,尤其是在峡谷地区,而且外形宏伟,美观上也较好,一般采取钢和预应力混凝土进行构建。

3.T型刚构桥

上部可为箱梁、桁架或桁拱,是构建在简支预应力桥和大跨钢筋混凝土箱桥梁的基础上,尤其适用于河谷、江河环境,能够较好的跨越两岸,并且保障下方环境的畅通,不必担心洪涝灾害的影响。此外,此种桥梁外形较为美观,并且施工方面较为方便。

4.连续刚构桥

连续刚构桥是应用较为广泛的,采用预应力混凝土构建,该种建设方式跨度能力更大,能够在两地距离较远的情况下进行构建,不仅如此,其同时具备了T形刚构桥的优点,兼有变形小、刚性结构好、养护简单、抗震性能更为优异的特点[1]。

二、稳定性分析

稳定性是桥梁建设的重要参考指标,其稳定性的构建主要是针对其负荷能力,能够支持多大的重力,同时还需要了解当地环境条件,以下就对桥梁自身稳定性进行分析。

1.自身重力

自身重力是影响稳定性的重要指标,若是桥梁结构整体质量太高,出现了手里不均匀的情况,就有可能导致某个部位出现下陷,甚至是垮塌,因此必须要特别注意桥梁建设过程中的整体手里的分析,实现均匀构建,同时还要考虑到地质环境,某些地方的地理落差过大,按照常规建设标准,可能导致整体受力不均,还需要考虑到墩构建点的土壤环境,需要高墩大跨刚构桥建设的地区多是山区,土壤环境一般较为坚硬,但是还是需要考虑长期使用的问题,某些地方的土壤环境可能无法支持[2]。此种因素的影响不是很大,现今的刚构桥建设整体质量都相对较轻。

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2.风荷载

针对高墩大跨刚构桥,必须要注意到高墩和大跨两个特性,可以明确的是,其桥墩高度较高,桥头跨度也相对较大,这就会在一定程度上导致风力的影响扩大,尤其是对于悬臂的影响,因此必须要考虑当地风速值,即使是在大风天气,也能维持较好的稳定性,将风力带来的影响降到最低。

3.车辆荷载

桥梁建设的首要目的就是为了交通,因此通车问题是关键所在,尤其是需要考虑到节假日出行的需求,加之现今很多人都有了私家车,这会在一定程度上加重桥梁负担,因此在建设阶段必须要注意计算当地车辆通过情况,同时要分析通车后,其他路线的车辆改道情况,还有未来地区建设的需要,这是由于建材车辆质量相对要高很多[3]。

4.人群荷载

人群质量不是桥梁荷载的重要因素,但是也是不能忽略的,必须要考虑到其长期以来可能会造成的影响,尤其是一个地区可能会在某时间点出现大量人群,会在一定程度上加重桥梁负担。

三、影响因素分析

刚构桥稳定性需要考虑到自重、风力、通车量、人群量,而针对其影响因素,就需要考虑到建设过程和未来使用过程。

1.桥墩高度

高墩是此种刚构桥的明显特征,桥墩太高,就会在一定程度上影响其稳定性,尤其是考虑到,某些地区地理落差较为突出,桥墩带来的影响就会愈发明显,而且这种建设过程中,桥墩的建设存在明显阻碍,无法实现大面积的施工,加之经济消耗过大,必须考虑提高桥墩的性能,尤其是要充分计算高度超过百米的桥墩,同时需要分析整体受力情况,最大限度的降低风险。

2.墩壁厚度

墩壁也会对稳定性造成影响,建设过程中需要考虑到桥墩承重和风力带来的影响,而且需要明确一个问题,有些人认为加厚桥墩既可以降低此方面的影响,但是根据实际数据显示,增厚相对较薄的墩壁对于整体稳定性并不会造成太多影响,加之资金方面的消耗也不现实,因此必须做出相应的改进[4]。

3.材料问题

材料一个工程建设过程中的关键,是工程建设的主要构成元素,刚构桥的主要组成是钢、混凝土,这些材料对稳定性的影响极为突出,若是某个施工点的材料使用不符合标准,就有可能造成整体性能的下降,降低其稳定性[5]。加之现今很多不合格的材料在市面上销售,极有可能有不合格材料进入施工现场,因此在材料应用过程中一定要多加关注。

4.技术问题

施工阶段保障功能正常建设的一个重要因素就是技术问题,刚构桥的构建更需要有丰富的经验和优良的技术作为支撑,但是我国建设环境差异过大,各地区的地质条件和桥梁构建环境千差万别,即使原本经验丰富,技术方面过硬,也有可能出现不同程度的问题[6]。因此建设过程中必须针对实际环境进行分析,最大限度的保障施工的有序进行,同时要加强各方面的交流,一旦发现问题要仔细分析,不能依循旧制进行处理。

5.养护问题

桥梁建设和使用阶段,为保障长时间的运用,必须要针对性考虑养护工作的实施,这对未来发展是十分有利的,这也是影响稳定性的重要因素,若是某个养护环节出现问题,极有可能导致整体稳定性下降。刚构桥整体结构相对而言较为简单,养护方面更为便捷,人工消耗也不是很大。

结束语

在交通建设过程和未来发展阶段,最需要注意的就是稳定性,刚构桥以其优异的性能在各地得到大规模的建设使用,尤其是考虑到很多刚构桥建设是在山区,这就需要最大限度的保障刚构桥的稳定性,因此需要从各方面进行考虑,了解当地地质环境、气候环境,同时注意材料的使用,以及工程的实施,后续阶段也不能护理养护工作,使之能够保障长期的使用,发挥出更大的效果。

参考文献:

[1]伏永鹏,郑凯锋,楚得. 高墩大跨度连续刚构桥抗震影响因素分析研究[J]. 四川建筑,2019(1):153-156.

[2]彭容新,陈爱军. 高墩大跨刚构桥桥墩的稳定性与承载能力研究[J]. 湖南城市学院学报(自然科学版),2017,26(5):12-17.

[3]邱奕龙,张龙,陈百奔,等. 高墩大跨径连续刚构弯桥施工及运营期稳定性分析[J]. 施工技术,2017(S2):841-845.

[4]林驰. 高墩大跨连续刚构桥动力特性参数分析[J]. 福建建筑,2017(5):88-91.

[5]张亚西. 高墩大跨连续刚构桥合龙方案探究[J]. 四川建筑,2019(1):170-171.

[6]温旭明. 高墩大跨刚构桥稳定性及其影响因素分析[J]. 城市道桥与防洪,2017(2):55-58.

论文作者:段然

论文发表刊物:《防护工程》2019年12期

论文发表时间:2019/9/3

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