林凱 尹旭輝

摘? 要：隨著我國社會經(jīng)濟的飛速增長，人們的日常生活水平有了質的提升，對國家各項基礎工程的建設要求也在不斷提升。橋梁工程是交通工程的重要部分，影響到國家經(jīng)濟的發(fā)展情況和人們的日常出行質量，受到國家和人民的高度重視。隨著我國交通工程的不斷規(guī)劃和發(fā)展，橋梁工程的建設項目也在不斷增加。該文對系桿拱橋進行研究，這種拱橋沒有對墩和地基的限制，所以更需要進行空間穩(wěn)定性的分析工作，該文進行具體地研究分析。

關鍵詞：系桿拱橋;力學特性;空間穩(wěn)定性

中圖分類號：U448? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

我們主要對墩供固結體系連續(xù)系桿拱橋進行研究，這種拱橋是一種常見的拱橋類型，具有較多的應用優(yōu)勢，具有較為美觀的外形，還具有合理的布置結構，受到人們的廣泛喜愛，作為一種常見的大跨度橋梁，需要多種類型的構件材料，才能滿足實際的布置需求。這就對拱橋的空間穩(wěn)定性提出了更高的要求，需要我們對每個結構都進行合理地分析研究，才能滿足實際的施工要求，避免在后續(xù)的使用中出現(xiàn)安全事故或者質量問題。

1 系桿拱橋的分類及力學特性

我們對不同類型的系桿拱橋進行力學的分析研究，不同類型的拱橋具有不同的建筑結構，這就導致其受力有著很大的差異，我們對每種類型的拱橋進行詳細地力學分析，具體內容如下。

1.1 上承式系桿拱橋

我們在進行上承式系桿拱橋的建設工作時，可以根據(jù)實際情況進行體系的選擇，具有較大不同的體系類型，分別為三跨連續(xù)體系、單懸臂體系和鋼架體系。系梁拉力及中支點處壓力來共同抵抗所產(chǎn)生的負彎矩體現(xiàn)了上承式系桿的主要受力特征，其肋壓力的豎向分立實現(xiàn)了平衡剪力，同時，加強中支點可以有效降低跨中彎矩。

1.2 中承式系桿拱橋

中承式系桿拱橋具有相對復雜的結構體系，主要由3部分結構組成，分別為1個全拱、2個半拱及一個加勁縱梁三跨。具有不同的結構體系類型，可以根據(jù)實際的建設需求進行選擇，主要包括連續(xù)體系和鋼架體系2種，在建設體系的同時，還要進行吊桿和立柱的合理設置，才能完成整個中承式系桿拱橋的建設任務。我們在進行中承式系桿拱橋的力學分析時，可以從不同的角度進行分析，首先可以從結構抗彎的角度進行分析，如果在跨中出現(xiàn)彎矩較大的情況，這就會將系梁和拱肋拉開較大的距離，兩者之間存在很遠的距離，這種設置方式就可以對彎矩進行合理地抵消，保證整個中承式系桿拱橋的穩(wěn)定性。接下來我們還可以從抗剪的角度進行分析，這就需要我們對橋面和拱肋的夾角進行了解，如果夾角比較大，就會增加剪力。為了平衡出現(xiàn)的剪力，我們就需要進行豎向分力的控制。中承系桿拱橋在我國已經(jīng)有了多年的應用歷史，很多知名的大橋都是采用這種拱橋類型。

1.3 下承式系桿拱橋

下承式桿系拱橋有一個明顯的特點，就是不需要對地基進行復雜的處理工作，大部分的地基都能滿足橋梁的建設要求，通常情況下我們在使用下承式系桿拱橋的時候，都是使用簡支的體系進行支撐。我們在進行建設時，先進行加強拱的布置工作，主要是在簡支梁上進行操作，在布置完加強拱以后，再進行吊桿的布置工作。為了對縱梁的受力進行合理地調節(jié)，將其保持在穩(wěn)定的狀態(tài)中，需要我們對吊桿的張拉力進行不斷地調節(jié)，直到滿足控制要求。下承式系桿拱橋的主要軸壓力通過拱肋進行承擔，在荷載的作用下，會產(chǎn)生一定程度的彎矩，一般較小，大小在恒載的10%以內。

2 墩供固結體系連續(xù)系桿拱橋空間穩(wěn)定性分析

影響空間穩(wěn)定性的主要有面內穩(wěn)定、面外穩(wěn)定、施工誤差3個部分，我們進行具體研究：

2.1 拱的面內穩(wěn)定影響

我們在進行空間穩(wěn)定性的分析工作時，首先要對面內穩(wěn)定進行合理地分析，這是空間穩(wěn)定的基礎保障之一，面內穩(wěn)定是保證空間穩(wěn)定性的前提。通過合理的面內穩(wěn)定性分析工作，可以為系桿拱橋的后續(xù)設計提供較大的幫助，我們在進行拱橋的設計工作時，通常都會根據(jù)面內穩(wěn)定分析信息作為設計的主要依據(jù)。我們在進行分析工作時，可以先對臨界狀態(tài)進行分析，在臨界狀態(tài)中，一旦出現(xiàn)超載荷的情況，就會出現(xiàn)軸線的偏離情況，這種偏離就會影響拱軸線的堆成，出現(xiàn)拱面的內屈曲。隨著載荷不斷增加，最后超出臨界值的情況下，因為正常情況下橋梁結構都是一種對稱的結構，但是因為載荷的增加，會導致拱內壓力過大，最后出現(xiàn)橋梁不穩(wěn)定的情況。還有一種情況是拱軸線和壓力線出現(xiàn)中和現(xiàn)象，這種現(xiàn)象雖然不會出現(xiàn)較為嚴重的變形情況，但是會出現(xiàn)壓縮情況。在載荷不斷增加的過程中，在達到臨界值時，會產(chǎn)生屈曲的現(xiàn)象，最后出現(xiàn)彎曲變形問題。

2.2 拱的面外穩(wěn)定影響

我們在對面外進行穩(wěn)定性分析時，可以進行不同情況下的作用力影響分析，首先我們可以假設拱面外沒有受到載荷作用，這種情況下會發(fā)生拱線的偏離，這種偏離行為會發(fā)生在剛度較小的拱線上，在出現(xiàn)拱線的偏離以后，就會出現(xiàn)側傾現(xiàn)象的不斷嚴重，這是在沒有大吼道載荷影響的情況。如果載荷不斷增加，最后超出相應的臨界值以后，也會出現(xiàn)變形問題，這是一種空間變形的狀態(tài)，也是一種側傾的現(xiàn)象，一般情況下我們會將這種情況稱為拱面外屈曲。雖然出現(xiàn)了拱面外曲的情況，但是不會出現(xiàn)分支平衡現(xiàn)象，屬于一種比較穩(wěn)定的結構。面外彈性屈曲主要是指當其處于臨界狀態(tài)下其應力都不應大于屈服應力。平面拱軸側傾在這一形態(tài)下將會出現(xiàn)一條空間曲線，因此可以利用曲線坐標來表現(xiàn)平面拱軸側傾與幾何的關系。如果出現(xiàn)了拱側傾出現(xiàn)變形，這種情況截面會呈現(xiàn)出一種垂直的狀態(tài)，平面軸則可以看作是垂面，這時候就會出現(xiàn)線位移，通過線位移引發(fā)后續(xù)的角位移發(fā)生。

2.3 施工誤差影響

在任何的施工過程中，都會在產(chǎn)生一定程度的誤差，這種誤差是不可避免的，我們只能將這種誤差控制在合理的范圍內，盡量減少溫差對于拱橋空間穩(wěn)定性的影響問題。我們通過施工誤差的合理消除，還可以提升工程施工的安全性能。施工安全一直是施工過程中比較重要的問題，為了保證施工人員的人身安全，需要嚴格按照橋梁的施工條例進行操作，才能避免安全事故的發(fā)生。大部分的安全都是人為因素引起的，很多橋梁的施工建設過程中，出現(xiàn)人為失誤的情況，不斷影響到了拱橋的空間穩(wěn)定性，還出現(xiàn)了安全事故，造成人員的傷亡。為了避免上述問題，需要我們保證施工的安全性，將人為誤差降到最低，才能避免施工誤差對于拱橋空間穩(wěn)定性的影響。

3 結語

橋梁工程作為交通工程的重要部分，受到國家的高度重視，國家投入了大量的資金進行橋梁工程的研究和發(fā)展。隨著交通工程的不斷規(guī)劃和發(fā)展，出現(xiàn)了更多的橋梁建設項目，很多項目都具有較大的施工難度，為了保證橋梁建設的質量，首先要保證橋梁的空間穩(wěn)定符合建設要求，這樣保證工程整體的建設質量。該文以系桿拱橋為例，對其空間穩(wěn)定性進行具體的研究，先對拱橋類型和受力進行分析，然后通過3個部分分析拱橋的空間穩(wěn)定性。

參考文獻

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