高墩大跨连续刚构桥稳定性研究

这一过程中，在平衡点发生分枝的现象，即结构的分支点失稳。恩格塞（Ｅｎｇｅｓｓｅｒ）和卡门（Ｋａ瑚ａｎ）等根据大量中长压杆在压曲前已超出弹性极限的事实，分别提出了切线模量理论和折算模量理论。普兰特尔和米歇尔几乎同时发表了关于梁侧倾问题的研究成果。近代桥梁工程中由于采用了薄壁轻型结构，又为稳定问题提出了一系列新的课题。瓦格纳（Ｈ．ｗａｇｎｅｒ，１９２９）及符拉索夫（Ｂ．３．Ｂ皿ａｃｏＢ，１９４０）等人关于薄壁杆件的弯扭失稳理论，证明其临界荷载值大大低于欧拉理论的临界值，同时又不能用分支点的概念来解释，因而引入了极值点失稳的观点以及跳跃现象的稳定理论。２０世纪４０年代以来，北美、欧洲、日本等相继成立了结构稳定问题的国际性研究机构，对结构稳定问题进行了大量的理论与实验研究，并对结构设计计算方法加以不断的改进。中国学者钱学森在薄壳稳定方面，李国豪在桥梁结构稳定理论方面都做出了重要贡献。此后，桥梁结构稳定理论结合各种形式的作用、支承情况和结构构造得到了不断的发展，特别是电子计算机的问世开拓了这方面分析研究的领域，例如含塑性变形和残余应力的构件以及弹塑性的庞大杆件系统（如桁梁）等的稳定问题。

目前，连续刚构桥的理论研究已经得到较大的发展，特别是近几年对高墩大跨桥梁稳定的研究尤为显著。受力特性的分析已经从平面杆系单元分析发展到空间杆系单元分析，从简单的线性分析上升到非线性分析研究，还综合考虑风荷载、温度荷载、混凝土收缩徐变的影响“１。对变截面单薄壁或双薄壁高桥墩的研究，许多文献采用等截面杆件求得桥墩的临界荷载或采用有限元计算软件进行分析计算ｍ１“…；有些文献采用能量法对变截面高墩的稳定性进行公式推导，桥墩尺寸多采用以惯性矩为变量的函数形式表示，结构形式选用单箱单室矩形截面“‘”１。而实际桥梁中，高桥墩多采用异型桥墩，对横桥向较宽的桥墩会设计为单箱多室的截面形式。同时，实际桥梁中的桥墩常常存在各种初始缺陷，不能看作理想压杆，而属于压弯构件，理论分析表明各种初始缺陷对桥墩稳定的影响不容忽视“””，针对这种变截面高墩且存在初始缺陷形式的稳定问题，目前研究资料较少。

随着计算机技术的发展，桥梁稳定性问题在非线性方面的研究更加深入，对桥梁稳定性问题的几何非线性的有限元理论已经发展的比较成熟““…。许多文献在分析连续刚构桥的稳定性时，均考虑了几何非线性的影响因素，对变截面高墩大跨桥梁，多采用有限元的方法进行计算分析，或简化成等截面利用能量法进行近似分析。””。对高墩大跨连续刚构桥的材料非线性分析，有些文献采用梁单元或壳单元建立有限元模型求解“”，但对局部的破坏难于模拟，如果采用空间实体单元建立桥梁模型，则模型形成单元数太多，受计算机内存的限制，不能很好的求解结构的极限承载力“”。因而对该类桥梁高墩稳定性进行几何及材料非线性的分析，将会对该类型的桥梁结构设计、截面尺寸优化、旄工控制及监控提供理论指导。同时，在进行高墩刚构桥及框架结构非线性稳定的研究时，实际中存在的“初５