独柱型钢索塔施工阶段稳定性分析

作     者：周畅 尹梦祥 丁磊 李亮 魏祎 ZHOU Chang;YIN Meng-xiang;DING Lei;LI Liang;WEI Yi

作者机构：南京市公共工程建设中心江苏南京210019 华设设计集团股份有限公司江苏南京210014 同济大学土木工程学院上海200092 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2024年第41卷第1期

页      面：98-104页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：江苏省交通运输科技项目(2020QD29) 

主　　题：桥梁工程 稳定性分析 数值模拟 独柱型钢塔 施工阶段 

摘      要：为探明并验证斜拉桥独柱型钢索塔在施工阶段的结构稳定及极限承载性能,指导设计和施工,以上坝夹江大桥钢索塔为工程背景,基于有限元方法,研究主桥在施工阶段的弹性与弹塑性稳定性能。采用杆系模型对结构整体稳定进行分析,采用多尺度模型对结构局部稳定进行分析并验证整体稳定,对裸塔工况、最大双悬臂工况和最大单悬臂工况进行分析。通过弹性稳定分析得到结构主要失稳模态,通过弹塑性稳定分析,得到结构塑性铰连续形成历程,明确结构极限承载力以及破坏位置。结果表明:对比分析恒载和风荷载对独柱型钢索塔稳定性的影响程度,表明恒载是决定稳定系数的最主要因素,风荷载对钢索塔施工阶段弹性稳定系数影响很小,对弹塑性稳定系数影响较大;随着施工进展,结构整体的弹性稳定性和弹塑性稳定性逐渐下降,弹性稳定系数由18.5降至16.3,弹塑性稳定系数由3.03降至2.57;独柱型钢索塔的最终破坏形态为主塔中下塔柱区域范围大面积达到屈服强度,形成塑性铰,索塔的承载能力急剧下降,结构已失去承载能力,可能破坏的位置为中下塔柱位置;本研究独柱型钢索塔在施工阶段的弹性稳定系数最小为16.34,弹塑性稳定系数最小为2.57,均满足稳定性要求。