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钢管混凝土拱桥结构稳定分析1 引言对于钢管混凝土拱桥结构稳定分析，目前都是采用有限元等数值计算方法。
从本构关系来考虑稳定问题可以分为弹性稳定与弹塑性稳定，而弹性稳定又从是否考虑几何非线性、初始缺陷等因素又分为线弹性稳定和非线性弹性稳定。
线弹性屈曲分析假设结构失稳状态为弹性小变形，结构内力与外荷载成比例关系，结构的稳定分析就转化为求特征值问题，求得最小特征值即为失稳临界荷载。
线性屈曲分析计算简便、概念清晰，但其理论基础是分支点稳定理论，只适用于理想结构。
由于施工环节会存在不可避免的施工误差，最后成形的拱轴线与设计的理想轴线会有偏离;此外，拱肋在结构自重及外荷载作用下，将产生较大的变形，稳定计算必须计入初始缺陷及大位移的影响，所以基于极值点失稳为理论基础的计入双重非线性的弹塑性稳定问题越来越来重要[1]。
本文对拱肋采用统一理论模型进行模拟，通过求解结构从加载开始到失稳全过程的结构响应，得到全过程荷载位移曲线[2]，从而探讨几何非线性和材料非线性对整体稳定性影响。
2 稳定理论及基于ANSYS的应用2.1第一类稳定分析第一类稳定可归结为如下特征方程：求解时，先对结构施加一个参考荷载，求出对应的几何刚度矩阵，然后代入（1）式，求解广义特征值，解出最小特征值，即可得出临界荷载。
且令为第一类稳定问题的稳定安全系数[3]。
在基于ANSYS进行线弹性屈曲分析中有以下几点需要注意：（1）线弹性屈曲稳定分析前要先进行线弹性静力分析，在此过程中必须要打开预应力效应开关，因为这样才能计入参考荷载所对应的几何刚度矩阵。
其对应的相应命令为：Pstres。
（2）第一类稳定问题在数学方法上可以化解成矩阵特征值的问题。
对于求高阶矩阵特征值，主要采用子空间迭代法（Subspace Method）和兰索斯分块法（Block Lanczos）[4]。
（3）特征值对所有的荷载都作相应的缩放。
如果某些荷载是常数，例如结构的自重，而其它荷载是可变的。
钢管混凝土拱桥稳定性的计算理论简述摘要：本文针对钢管混凝土拱桥的稳定性问题，从理论计算的角度对其进行了探讨。
首先简述了钢管混凝土拱桥的构造特点和受力情况，然后介绍了钢管混凝土拱桥的设计原则和设计计算方法。
接着阐述了钢管混凝土圆形拱桥的静力分析方法，并针对桥墩的稳定性进行了数值模拟计算。
最后对钢管混凝土拱桥的稳定性进行了评估，并提出了相应的加固措施。
关键字：钢管混凝土拱桥，稳定性，设计原则，设计计算方法，数值分析，加固措施。
1. 引言钢管混凝土拱桥是一种新型的桥梁结构，具有承载力大、刚度好、耐久性强、施工方便等优点，特别是在跨度较大的工程中表现出了明显的优越性。
然而在钢管混凝土拱桥的设计和施工中，其稳定性问题一直是困扰工程师们的难题。
本文旨在探讨钢管混凝土拱桥的稳定性问题和相应的解决方法，为相关工程实践提供参考。
2. 钢管混凝土拱桥的构造特点和受力情况钢管混凝土拱桥是一种以钢管为骨架、混凝土为填充物的桥梁结构。
其构造特点主要包括以下几方面：（1）柱与拱采用钢管混凝土结构，两者通过锚固套筒连接起来，形成整体结构；（2）拱段分布顺应曲线，通过节点连接完成整个结构；（3）横向变位通过悬臂梁与拱顶连接传递；（4）桥面铺装采用钢筋混凝土铺装层覆盖沥青路面。
钢管混凝土拱桥所受的荷载作用主要分为水平荷载和垂直荷载两种。
水平荷载包括风荷载和地震荷载，作用于桥梁的平面上。
垂直荷载包括自重和交通荷载，作用于桥梁的竖直方向上。
在桥梁的使用过程中，还可能出现冰雪荷载、水流荷载等非常规荷载。
3. 钢管混凝土拱桥的设计原则和设计计算方法（1）设计原则钢管混凝土拱桥的设计应符合以下原则：① 桥面宽度应符合交通规定，并满足行车安全和通行舒适性要求；② 拱形应满足静力平衡和刚度要求；③ 桥墩应满足稳定性和承载能力要求；④ 施工应符合安全、经济、高效的要求。
（2）设计计算方法钢管混凝土拱桥的设计计算方法应分为静力分析和动力分析两部分。
混凝土填充钢管柱在高温工况下的稳定性分析摘要：混凝土填充钢管柱在高温工况下广泛应用于建筑结构中，因其具有良好的耐冲击和耐火性能。
本文旨在通过对混凝土填充钢管柱在高温工况下的稳定性进行分析，探讨其受热后的变形与破坏规律，为工程设计和实际应用提供参考。
关键词：混凝土填充钢管柱、高温工况、稳定性、变形、破坏规律1. 引言混凝土填充钢管柱是一种结构体系，由钢管与混凝土组成。
它兼具钢管和混凝土的优点，具有较好的承载力和耐热性能。
在高温环境下，混凝土填充钢管柱受到热力与结构力的共同作用，其稳定性受到极大挑战。
因此，了解混凝土填充钢管柱在高温工况下的稳定性是非常重要的。
2. 受热后的混凝土填充钢管柱变形分析混凝土填充钢管柱经受高温作用后，会出现热膨胀引起的变形。
在火灾中，温度的分布不均匀会导致混凝土填充钢管柱产生弯曲、压力变形等。
由于混凝土具有较低的热膨胀系数，而钢材具有较高的热膨胀系数，因此，在高温作用下，混凝土填充钢管柱的变形主要由钢管和混凝土的热膨胀之间的差异引起。
研究表明，在高温下，填充的混凝土在纵向产生烧蚀，导致截面变薄，进一步加剧了钢管与混凝土之间的应力差异，从而加速了变形的发展。
3. 受热后的混凝土填充钢管柱破坏规律分析混凝土填充钢管柱在高温作用下的破坏主要分为弯曲破坏和压力破坏两种形式。
弯曲破坏是指柱体在侧向受到较大压力时，弯曲产生裂缝，进一步导致破坏。
而压力破坏则是指在高温作用下，柱体受到较大压力时，产生脱落、破裂等现象。
实验研究表明，混凝土填充钢管柱在高温作用下的破坏模式主要受到混凝土的强度、钢管固定方式以及高温作用时间等因素的影响。
随着高温作用时间的延长，混凝土填充钢管柱的承载力会逐渐降低，最终导致破坏。
4. 影响混凝土填充钢管柱稳定性的因素在高温工况下，混凝土填充钢管柱的稳定性受到多种因素的影响。
首先，高温会降低混凝土的强度和刚度，导致钢管与混凝土之间的配合失衡，增加柱体变形的可能性。
钢管混凝土高墩连续刚构桥施工期稳定可靠度分析摘要：本文以某高速公路的某某特大桥为工程背景，根据施工期钢管混凝土高墩连续刚构桥悬臂施工特点，建立了最大悬臂施工整体稳定性可靠度分析模型。
同时对钢管混凝土主墩进行参数敏感性分析，识别主墩各参数对可靠指标的敏感程度。
通过分析表明，外包混凝土等级以及主墩钢管壁厚的变化对结构可靠性的影响比较敏感。
关键词：钢管混凝土；悬臂施工；连续刚构；可靠度；0 引言近年来，高墩大跨梁桥以其独特的优势被广泛应用，近年来得到了较快的发展[1]。
钢管混凝土作为一种轻质、高强的组合材料，在桥梁工程中的应用已越来越多。
而与一般钢筋混凝土墩柱相比，钢管混凝土墩柱的优越性主要表现在[2-3]：能够充分发挥钢管混凝土结构抗压强度大的优势；施工便捷，速度快；经济效益显著；延性好，耗能性能好，有利于抗震等。
悬臂浇注的高墩大跨刚构桥是结构随浇注梁段的增加而逐步“生长”的过程，随着悬臂长度加长，其施工恒载、施工活载、风载也都是逐步增大的。
当达到最大悬臂施工阶段时，施工荷载以及悬臂梁段自重产生的效应对整个T构的稳定可靠性最为不利。
本文结合某特大桥最大悬臂施工阶段T型刚构的稳定可靠度分析，对钢管混凝土主墩各设计变量参数作较全面分析，研究其对可靠指标的影响程度。
1 施工期抗力效应概率模型高墩大跨刚构桥其突出特点是顺桥向墩的抗推刚度小，因此它的侧向失稳变形破坏不容忽视。
在进行设计时，必须进行稳定性分析。
本文建立最大悬臂施工阶段抗力概率模型时，不考虑两幅桥梁间的横向联系，即以单薄壁高墩为分析对象。
在进行单薄壁高墩的稳定性分析时，最大悬臂施工阶段计算模型见图6.1所示，图中、表示作用在墩顶上所有竖向力之和及不平衡弯矩之和；、表示梁的惯矩及自重（）；、表悬臂端不平衡竖向力及弯矩。
图1 单薄壁墩侧向失稳变形侧向弯曲失稳的位移函数为。
则用能量守恒原理计算墩顶临界力可得[4]：(1.1)式中：混凝土弹性模量；墩身抗弯刚度，取墩身较小截面顺桥向抗弯刚度，一般取轴和轴的惯性矩中小的抗弯刚度；墩身自由长度；桥墩自重集度，公路桥梁的单薄壁桥墩一般都采用空心薄壁墩，本文研究对象为变截面主墩，从上而下慢慢变大，这里的自重集度是平均集度（）。
钢管混凝土拱桥；稳定性；有限元钢管混凝土结构是指将混凝土填充入圆钢管内形成应力比较大的区域出现塑性变形，结构的变形很快增大。
的混凝土结构，其本质上属于套箍混凝土。
随着跨径的当荷载达到一定数值时，即使荷载不再增加，甚至在减少不断增大，对于以承受压力为主的拱桥结构其稳定安全性荷载的情况下结构变形也自行迅速增大而致使结构破坏。
和极限承载力问题显得日益突出。
桥梁结构的稳定性是关这个荷载值实际上是结构的极限荷载，也称临界荷载或压系到其安全与经济的主要问题之一，它与强度问题有同等溃荷载。
拱在不同的结构形式和不同的荷载情况下，丧失重要的意义。
本文以某钢管混凝土拱桥为研究对象，采用第一类稳定和丧失第二类稳定都有发生的可能，在有些情MIDAS有限元分析程序，建立了该桥的空间有限元计算模况下，丧失两类稳定性的区别只有理论上的意义。
实际上型，计算了该桥的稳定安全系数，对其失稳特征进行了分的结构稳定问题都属于第二类，但是，因为第一类稳定问析，根据分析结果，提出了提高其稳定性的措施。
题的力学情况比较单纯明确，在数学上作为求本征值问题也比较容易处理，而它的临界荷载又近似的代表相应第1 拱桥稳定性的理论分析二类稳定问题的上限，所以在拱桥分析中，第一类稳定拱桥结构的稳定性问题一直是国内外研究的一个热问题仍具有重要的工程意义。
与中心压杆的临界荷载相点。
结构失稳是指结构在外力增加到某一量值时，稳定类似，拱的第一类稳定问题在数学上是一个齐次方程的性平衡状态开始丧失，稍有挠动，结构变形迅速增大，特征值问题。
第二类稳定的临界荷载是一个非线性塑性使结构失去正常工作能力的现象。
桥梁结构的失稳现象问题，是几何非线性和材料非线性共同作用的结果。
在表现为结构的整体失稳或局部失稳。
局部失稳是指部分实际工程中，拱桥一般都是在施工阶段发生失稳，并且结构的失稳或个别构件的失稳。
局部失稳常常导致整个多数为第一类失稳。
结构体系的失稳。
钢筋混凝土拱桥和圬工拱桥，一般情况下由于跨度较拱桥的失稳可分为平衡分支失稳(第一类)和极值点失小，拱肋截面相对较大，稳定问题并不突出，材料的强度稳(第二类)两类。
钢管桩支架的稳定性计算占小刚1（1．中国水电建设集团十五工程局有限公司陕西西安714000，）摘要：在简支梁整体现浇施工中，支架的安全稳定对桥梁施工安全稳定起到重要的作用。
尤其是跨越能力大、高度较高的支架为了满足施工要求，钢管桩支撑结构要求更高。
本文结合宁西二线尤河大桥施工项目，通过数据分析和详细的演算分析钢管桩支架的稳定性，同时也为类型工程施工控制提供有效的借鉴经验。
关键词：钢管桩；支架；稳定性。
1.工程概况本箱梁结构为24.6m预应力混凝土简支箱梁，标准箱梁总长24.6m，箱梁采用单箱单室截面。
梁高2.85m，箱梁顶宽12.2m，底宽5.74m，两侧悬臂长2.9m。
箱梁顶板厚0.3～0.6m，悬臂根部厚度为0.65m，底板厚0.30～0.7m，腹板厚0.48～1.08m。
2.支架方案本简支梁是边跨、中跨均采用钢管桩贝雷架的施工方法。
横向工字钢上顺桥桥设置贝雷梁，纵向贝雷梁间通过连接杆件进行横向连接1，贝雷梁与螺旋焊管上30工字钢支架之间采图2 支架架设断图3.计算荷载3.1 分项荷载根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》相关规定取值3。
3.11 混凝土自重取26.5kN/m3。
3.12支架及附属设备等自重模板及支架自重标准值统一按0.5kN/m2取值；3.13 施工活荷载（1）施工人员机具荷载，按2.0kN/m2计；（2）砼振捣荷载，按2.0kN/m2计；（3）倾倒混凝土荷载，按2.0k N/m2计。
3.2 荷载组合永久荷载的分项系数按照1.2，可变荷载的分项系数按照1.4，验算取跨中截面。
4.钢管立柱及基础检算4.1钢管立柱检算立柱用直径为φ530mm，厚度为10mm钢管桩，根据下横梁计算可知，钢管承受轴力最大值为R=1465KN,立柱的最大高度取12m，两端铰接约束条件进行计算。
4.11强度验算单根钢管支墩Φ530mm×10mm，其能够承受的允许压力[N]=πDδ[σ]=3.14×0.53×0.01×140000=2343KN>R=1465KN，故满足强度要求。
建筑物地基桩基稳定性分析研究地基是承载建筑物重量的基础，承受建筑物的重量和外部载荷，因此稳定性十分重要。
对于高层建筑等大型建筑物而言，地基桩基更是重要的组成部分。
本文将探讨建筑物地基桩基稳定性的分析研究。
1. 地基桩基的作用地基桩基是承载建筑物荷载的基础，通常由钢筋混凝土浇筑而成，相比浅基础而言，在抗扭刚度、抗弯刚度等方面更加优越。
地基桩基属于深基础，其作用主要分为以下几个方面：1.1 承载作用地基桩基用于承受建筑物重量，其作用类似于支撑柱，能够将建筑物的重量分散到深层土体中。
1.2 固结作用地基桩基能够抑制土体沉降，保证建筑物不会因为土体沉降而导致稳定性问题。
1.3 支撑作用地基桩基能够提供建筑结构的水平支撑，保证建筑物在各种外部载荷下不会产生过大的位移。
2. 稳定性分析地基桩基的稳定性是建筑物稳定性的重要组成部分，受到地质条件、设计参数等多种因素的影响。
对于地基桩基的稳定性问题，通常需要经过以下分析：2.1 “三力”分析“三力”分析是地基桩基稳定性分析的核心，它包括地基承载力、地基满意度和地基沉降三个方面。
这三个方面的分析能够确定地基桩基受力情况和稳定性。
2.2 变形分析在地基桩基设计中，需要对地基的变形进行分析，包括土体沉降、桩身变形等方面。
变形分析能够评估地基桩基的变形是否超标，避免地基桩基因变形过大而出现稳定性问题。
3. 地基桩基设计地基桩基设计是保证建筑物稳定性的关键，其设计应考虑以下几个方面：3.1 地质勘察地质勘察是地基桩基设计的基础，只有经过充分的地质勘察，才能对地基桩基的设计参数进行科学确定。
3.2 桩长设计桩长的设计是地基桩基设计的核心内容，桩长的选择应根据地质条件、地基承载力、地基沉降等因素进行科学计算和确定。
3.3 桩间距确定桩间距的确定也是地基桩基设计的关键之一，合理的桩间距能够保证地基桩基的受力均匀，提高地基桩基的稳定性。
4. 结论地基桩基是建筑物稳定性的重要组成部分，其稳定性分析和设计需要根据地质条件、建筑物结构和地基参数等多个方面进行综合分析和确定。
桩基础稳定性分析作者：李婷玉汤茹茹来源：《卷宗》2016年第06期摘要：基础作为建筑物的支撑与传力的结构物，其稳定性对整个建筑的影响是十分显著的，只有保证了支撑结构物的稳定，才能够保证建筑物的安全。
桩基础是建筑物下常用的一种深基，了解桩基础的受力与变形情况及对其进行稳定性分析是十分必要的。
关键词：桩基础；稳定性1 桩基础简介桩基础是埋置在地下一定深度的基础，其可以是单桩，单排桩或多排桩。
不同形式的桩的受力情况有所不同，但利用得当，都具有承载能力高，稳定性好，沉降量小而均匀的特点。
因其稳定性有保证且在投入使用中省材料，施工相对简便，有良好的适应性，在工程中得到了广泛的应用。
2 桩的受力分析2.1 单桩的受力及稳定性分析在桩基打入地基的过程中，桩受到的阻力主要有周围土体对桩侧身的摩擦，另外桩底还受到土向上的阻力，如果桩打入过程中发生倾斜，还会产生主动土压力和被动土压力，这是因为成桩时施工出现偏差产生的，因避免或出现时及时矫正。
待桩基形成后，若桩坐落在岩石上或坚硬的土层，这类桩称端承桩，其承受上部传下来的荷载主要靠桩底的支撑力，这是一种简化计算与分析的受力计算方式，实际上在承受上部荷载时，桩底承受了大部分荷载，而桩身因为上部荷载的压力会产生压应力，桩本身会发生一定的压缩变形，在变形的过程中，周围土体也会对桩侧身产生附加的摩擦力，将整根桩视作均匀的受力体，其因自身压缩变形受到的附加摩擦力在桩身上下均匀分布。
桩上部恒载重G，桩端支撑力Fn，桩长L，则单位桩侧摩阻力为q=（G-Fn）/L可以通过压缩量⊿L和单位桩侧摩阻力q分别判断桩的承载力是否达到极限承载力和桩周土体是否达到极限抗剪承载力，从而确定桩基是否符合稳定性要求，能否继续承载。
实时检测，如果发现哪一个指标不在安全范围内，根据检测到的结果，确定是哪一种破坏类型，进而采取相应的措施改善桩的受力，加强桩的承载力，或者改善土的性能，提高土的强度。
若桩穿过并支撑在各种压缩性土层中，在上部结构竖向荷载作用下，基桩的承载力以桩侧摩阻力为主，这类桩称摩擦桩。
桩基础的桩基础的渗透稳定性分析桩基础，作为建筑结构中常用的一种基础形式，其稳定性对于建筑物的安全性有着至关重要的影响。
在桩基础设计中，渗透稳定性是一项非常重要的考虑因素。
本文将对桩基础的渗透稳定性进行分析，探讨其影响因素和稳定性判定方法。
1. 渗透稳定性的概念和影响因素渗透稳定性，即桩基础周围土体的渗透稳定性，指当桩基础承受较大荷载时，土体不能发生破坏或产生较大变形，从而导致桩基础承载能力的降低。
因此，保证桩基础周围土体的渗透稳定性是保证桩基础整体稳定性的重要因素之一。
影响桩基础渗透稳定性的因素很多，包括土的力学参数、荷载作用、土体孔隙水压力、土层厚度、孔隙度、渗透系数等等。
其中，土的力学参数如抗剪强度和抗压强度等是决定土体稳定性的关键因素之一，同时荷载作用对于土体力学性质的影响不可忽视。
此外，水压力对于土体渗透性的影响也是桩基础渗透稳定性的重要考虑因素。
2. 桩基础渗透稳定性分析的方法桩基础的渗透稳定性分析通常需要考虑桩身土体的孔隙水压力、应力状态等因素，可以使用数值分析方法对其进行计算和判断。
数值分析方法常用的有有限元法、边界元法、离散元法等等。
其中，有限元法应用最为广泛，通过将桩基础和土体分割成有限个单元，建立数学模型，计算土体和桩基础的应力和变形情况。
边界元法则通过将问题空间分割成多个边界，以边界上的物理量为自变量建立边界积分方程，从而解得问题的解。
离散元法则将实体离散化为一个又一个小的微粒，通过计算微粒间的力学相互作用，来分析问题的应力和变形。
除了数值分析方法，实验方法也是渗透稳定性分析的重要手段，如桩土模型试验、桩静载试验、桩动力试验等。
这些试验可以模拟实际的荷载作用和土体的响应情况，用于验证渗透稳定性计算的准确性。
3. 渗透稳定性判定的标准桩基础渗透稳定性判定的标准通常是针对木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩等不同材料的桩进行分类判别。
一般来说，当孔隙水压力超过土体的重量时，桩周土体会流失，出现管柱效应或井筒效应，导致桥墩倾斜或下沉，因此孔隙水压力是判定桩基础渗透稳定性的关键因素之一。
