林凱 尹旭輝

摘? 要：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，人們的日常生活水平有了質(zhì)的提升，對(duì)國家各項(xiàng)基礎(chǔ)工程的建設(shè)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(jì)的發(fā)展情況和人們的日常出行質(zhì)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(shè)項(xiàng)目也在不斷增加。該文對(duì)系桿拱橋進(jìn)行研究，這種拱橋沒有對(duì)墩和地基的限制，所以更需要進(jìn)行空間穩(wěn)定性的分析工作，該文進(jìn)行具體地研究分析。

關(guān)鍵詞：系桿拱橋;力學(xué)特性;空間穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：U448? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

我們主要對(duì)墩供固結(jié)體系連續(xù)系桿拱橋進(jìn)行研究，這種拱橋是一種常見的拱橋類型，具有較多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具有較為美觀的外形，還具有合理的布置結(jié)構(gòu)，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(gòu)件材料，才能滿足實(shí)際的布置需求。這就對(duì)拱橋的空間穩(wěn)定性提出了更高的要求，需要我們對(duì)每個(gè)結(jié)構(gòu)都進(jìn)行合理地分析研究，才能滿足實(shí)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(zhì)量問題。

1 系桿拱橋的分類及力學(xué)特性

我們對(duì)不同類型的系桿拱橋進(jìn)行力學(xué)的分析研究，不同類型的拱橋具有不同的建筑結(jié)構(gòu)，這就導(dǎo)致其受力有著很大的差異，我們對(duì)每種類型的拱橋進(jìn)行詳細(xì)地力學(xué)分析，具體內(nèi)容如下。

1.1 上承式系桿拱橋

我們?cè)谶M(jìn)行上承式系桿拱橋的建設(shè)工作時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)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(diǎn)處壓力來共同抵抗所產(chǎn)生的負(fù)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(shí)現(xiàn)了平衡剪力，同時(shí)，加強(qiáng)中支點(diǎn)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(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，主要由3部分結(jié)構(gòu)組成，分別為1個(gè)全拱、2個(gè)半拱及一個(gè)加勁縱梁三跨。具有不同的結(jié)構(gòu)體系類型，可以根據(jù)實(shí)際的建設(shè)需求進(jìn)行選擇，主要包括連續(xù)體系和鋼架體系2種，在建設(shè)體系的同時(shí)，還要進(jìn)行吊桿和立柱的合理設(shè)置，才能完成整個(gè)中承式系桿拱橋的建設(shè)任務(wù)。我們?cè)谶M(jìn)行中承式系桿拱橋的力學(xué)分析時(shí)，可以從不同的角度進(jìn)行分析，首先可以從結(jié)構(gòu)抗彎的角度進(jìn)行分析，如果在跨中出現(xiàn)彎矩較大的情況，這就會(huì)將系梁和拱肋拉開較大的距離，兩者之間存在很遠(yuǎn)的距離，這種設(shè)置方式就可以對(duì)彎矩進(jìn)行合理地抵消，保證整個(gè)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(jìn)行分析，這就需要我們對(duì)橋面和拱肋的夾角進(jìn)行了解，如果夾角比較大，就會(huì)增加剪力。為了平衡出現(xiàn)的剪力，我們就需要進(jìn)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(yīng)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(gè)明顯的特點(diǎn)，就是不需要對(duì)地基進(jìn)行復(fù)雜的處理工作，大部分的地基都能滿足橋梁的建設(shè)要求，通常情況下我們?cè)谑褂孟鲁惺较禇U拱橋的時(shí)候，都是使用簡(jiǎn)支的體系進(jìn)行支撐。我們?cè)谶M(jìn)行建設(shè)時(shí)，先進(jìn)行加強(qiáng)拱的布置工作，主要是在簡(jiǎn)支梁上進(jìn)行操作，在布置完加強(qiáng)拱以后，再進(jìn)行吊桿的布置工作。為了對(duì)縱梁的受力進(jìn)行合理地調(diào)節(jié)，將其保持在穩(wěn)定的狀態(tài)中，需要我們對(duì)吊桿的張拉力進(jìn)行不斷地調(diào)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(jìn)行承擔(dān)，在荷載的作用下，會(huì)產(chǎn)生一定程度的彎矩，一般較小，大小在恒載的10%以內(nèi)。

2 墩供固結(jié)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(nèi)穩(wěn)定、面外穩(wěn)定、施工誤差3個(gè)部分，我們進(jìn)行具體研究：

2.1 拱的面內(nèi)穩(wěn)定影響

我們?cè)谶M(jìn)行空間穩(wěn)定性的分析工作時(shí)，首先要對(duì)面內(nèi)穩(wěn)定進(jìn)行合理地分析，這是空間穩(wěn)定的基礎(chǔ)保障之一，面內(nèi)穩(wěn)定是保證空間穩(wěn)定性的前提。通過合理的面內(nèi)穩(wěn)定性分析工作，可以為系桿拱橋的后續(xù)設(shè)計(jì)提供較大的幫助，我們?cè)谶M(jìn)行拱橋的設(shè)計(jì)工作時(shí)，通常都會(huì)根據(jù)面內(nèi)穩(wěn)定分析信息作為設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。我們?cè)谶M(jìn)行分析工作時(shí)，可以先對(duì)臨界狀態(tài)進(jìn)行分析，在臨界狀態(tài)中，一旦出現(xiàn)超載荷的情況，就會(huì)出現(xiàn)軸線的偏離情況，這種偏離就會(huì)影響拱軸線的堆成，出現(xiàn)拱面的內(nèi)屈曲。隨著載荷不斷增加，最后超出臨界值的情況下，因?yàn)檎Ｇ闆r下橋梁結(jié)構(gòu)都是一種對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，但是因?yàn)檩d荷的增加，會(huì)導(dǎo)致拱內(nèi)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(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的變形情況，但是會(huì)出現(xiàn)壓縮情況。在載荷不斷增加的過程中，在達(dá)到臨界值時(shí)，會(huì)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?cè)趯?duì)面外進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí)，可以進(jìn)行不同情況下的作用力影響分析，首先我們可以假設(shè)拱面外沒有受到載荷作用，這種情況下會(huì)發(fā)生拱線的偏離，這種偏離行為會(huì)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(huì)出現(xiàn)側(cè)傾現(xiàn)象的不斷嚴(yán)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(yīng)的臨界值以后，也會(huì)出現(xiàn)變形問題，這是一種空間變形的狀態(tài)，也是一種側(cè)傾的現(xiàn)象，一般情況下我們會(huì)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(huì)出現(xiàn)分支平衡現(xiàn)象，屬于一種比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。面外彈性屈曲主要是指當(dāng)其處于臨界狀態(tài)下其應(yīng)力都不應(yīng)大于屈服應(yīng)力。平面拱軸側(cè)傾在這一形態(tài)下將會(huì)出現(xiàn)一條空間曲線，因此可以利用曲線坐標(biāo)來表現(xiàn)平面拱軸側(cè)傾與幾何的關(guān)系。如果出現(xiàn)了拱側(cè)傾出現(xiàn)變形，這種情況截面會(huì)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(shí)候就會(huì)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(huì)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(nèi)，盡量減少溫差對(duì)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(yán)格按照橋梁的施工條例進(jìn)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(shè)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(duì)于拱橋空間穩(wěn)定性的影響。

3 結(jié)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(jìn)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(shè)項(xiàng)目，很多項(xiàng)目都具有較大的施工難度，為了保證橋梁建設(shè)的質(zhì)量，首先要保證橋梁的空間穩(wěn)定符合建設(shè)要求，這樣保證工程整體的建設(shè)質(zhì)量。該文以系桿拱橋?yàn)槔?，?duì)其空間穩(wěn)定性進(jìn)行具體的研究，先對(duì)拱橋類型和受力進(jìn)行分析，然后通過3個(gè)部分分析拱橋的空間穩(wěn)定性。

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