悬索桥扁平钢箱梁顶推施工受力分析

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1、悬索桥扁平钢箱梁顶推施工受力分析张欣禹37悬索桥扁平钢箱梁顶推施工受力分析张欣禹(沈阳市市政工程设计研究院，辽宁沈阳110015)摘要：某3跨地锚式悬索桥加劲梁为扁平钢箱梁，钢箱梁跨径组成为(40+430+40)m，采用多点临时墩顶推施工。为了确保钢箱梁在顶推施工过程中结构安全，建立有限元计算模型对顶推施工过程进行整体和局部受力分析。计算结果表明临时墩支点高程设置形式、滑道支承形式和横向偏位等对钢箱梁受力影响较大。根据计算结果提出了钢箱梁顶推施工过程线形控制、临时墩反力控制及局部应力施工控制等参数以及相应控制措施。实际顶推施工结果表明钢箱梁受力及线形控制较好

2、。关键词：悬索桥；钢箱梁；顶推施工；钢导梁；临时墩；支反力；有限元法中图分类号：U448．25；U445．1文献标志码：A文章编号：1671—7767(2012)01—0037—051概述导梁宽2．4m，总长25m。钢导梁底板不在钢箱梁某3跨地锚式悬索桥加劲梁为扁平钢箱梁(采竖曲线上，纵向大部分为直线段，为了方便其上临时用Q345钢，其横截面见图1)，钢箱梁跨径组成为墩，导梁前端底板设置390cm(长)×30cm(高)的(4o+430+40)m，吊杆锚固区位于钢箱梁中轴线倒角。上。由于桥型的结构形式和地理条件限制，钢箱梁以往的工程经验和研究结果表明，因钢箱梁

3、构采用多点顶推法施工n]，即在钢箱梁顶推临时墩造主要考虑成桥后结构受力体系进行设计，顶推施上设置顶推系统进行顶推的方法，总长510m的钢工过程的状态与成桥状态完全不同，钢箱梁受力支箱梁从南岸往北岸进行多点顶推。钢箱梁顶推临时承形式和受力在顶推过程中不断变化，必须进行细墩(见图2)共设置14个，最大间距35m。拼装平台致的理论分析和完善控制措施，以确保钢箱梁的结及各顶推临时墩顶共设置3条顺桥向顶推滑道，滑构受力安全和最终线形I4]。本文主要对顶推施工道分别位于钢箱梁底板中间位置和两侧风嘴下斜板过程中，各顶推工况下的钢箱梁线形、导梁前端挠处。其中底板中间位置为主

4、滑道，主滑道按承受梁度、临时墩支反力和钢箱梁局部受力情况进行了段所有重量考虑；两侧滑道为辅助滑道，仅考虑起横分析。向限位作用。钢箱梁的设计竖曲线位于半径R一25500m的2计算模型圆曲线上，且未设预拱度。在顶推过程中，为了使钢根据顶推施工方案，用MIDASCivil建立整体箱梁受力均匀，各顶推临时墩和焊接平台上的主滑计算模型。钢箱梁和导梁用梁单元模拟，计算钢箱道高程也按照半径R一25500m的圆曲线进行设梁顺桥向的结构效应，主要包括顶推过程中钢箱梁置。顶推过程中在钢箱梁前端中线设置钢导梁，钢和导梁的线形以及临时墩的支反力。顶推施工模拟500风嘴人行道非机动l

5、·oo行车道分隔带吊索区)行车道500非机动人行道风l车道车道7．0cm厚环氧沥青铺装』。。1％、一Af／．A．9—工⋯’⋯luI,JuJuuuuuuuuuuuuuuukJuuu『1uu⋯uuu⋯uu⋯uuuuuuuuuuuuuuuvuuul·⋯--l0口0c=)曼．，．．．．、．管线通道检修通道孔检修通道孔管线通道单位：ln图1钢箱梁标准横截面示意收稿日期：2011—10—24作者简介：张欣禹(1972一)，男，高级工程师，1994年毕业于合肥工业大学交通土建专业，获学士学位(E—mail：zhangxinyu2000@126．corn)。38世界桥梁20

6、12，40(1)南岸北岸4000．2l5002l5004000．熟霹船A一l／脯昔+卜H一+H一惜(b)平面单位：cm图2钢箱梁顶推施工临时墩布置示意计算时根据各顶推施工阶段的纵向实际支承情况来一34～8mm之问(挠度向下为负，向上为正)，即将施加相应的边界条件。上前方临时墩时导梁挠度最大。由于挠度数值最顶推施工过程中钢箱梁的局部受力用ANSYS小，且导梁前端底板设置了倒角，因此顶推过程中钢建立壳单元节段模型(见图3)进行分析。钢箱梁节导梁的挠度对上前方临时墩影响不大。段模型约束了底板在主滑道承压板位置的竖向位而根据当前施工方案，临时墩的主滑道高程按移，根据

7、顶推施工过程整体模型的计算结果，在节段照钢箱梁竖曲线设置，可能使得导梁抵达前方临时两端施加相应的内力。钢导梁与钢箱梁连接段计算墩时，导梁底板仍高于滑道支承面。因此，在导梁抵模型(见图4)也采用相同的约束方式和加载方式。达前方临时墩时，可根据导梁前端底板与滑道竖曲线的高程差对前方I临时墩主滑道高程进行调整，使3计算结果及分析导梁尽快支承在主滑道上，减小钢箱梁前端悬臂长3．1导梁前端的竖向挠度和主滑道高程调整量度。前方临时墩主滑道高程调整量可参考表1。根据钢箱梁各轮次顶推施工阶段计算结果可表1钢导梁上临时墩过程中主滑道高程调整量cm知，钢导梁前端上各临时墩前的竖

8、向挠度最大值为顶推进度导梁底板与滑道高差导梁前端抵达