波形钢腹板PC组合小箱梁顶推施工结构性能及参数分析.pdf

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1、１２世界桥梁２０１７年第４５卷第６期（总第１９０期）波形钢腹板PC组合小箱梁顶推施工结构性能及参数分析任亮，梁明元，徐晶，王凯（华东交通大学土建学院，江西南昌３３００１３）摘要：为研究波形钢腹板PC组合小箱梁顶推施工的可行性，指导顶推施工设计，以吉安市深圳大桥为背景，对顶推施工中结构性能及顶推施工设计参数对结构性能的影响进行研究。该桥为（６１＋８＋６１）m波形钢腹板PC组合小箱梁桥，小箱梁分３段，每段采用分块预制组拼顶推施工，钢导梁由第一段小箱梁的波形钢腹板、纵梁、大横梁、加劲肋等组成。采用有限元法模拟顶推施工

2、过程，分析主梁弯矩和应力以及导梁前端挠度，研究导梁刚度、自重以及临时墩位置等参数对主梁受力性能的影响。结果表明：采用该顶推方案，主梁受力性能满足要求；施工时需将导梁设置预抛高，确保其安全通过临时墩；导梁刚度和重量均宜控制在一定的范围，且在满足导梁刚度的情况下，应尽量减轻导梁自重；设置临时墩可以减少钢束用量、简化导梁构造，在条件允许的情况下，临时墩应靠近跨中的位置。关键词：波形钢腹板；小箱梁；顶推施工；结构性能；参数分析；有限元法中图分类号：U４４２．５３；U４４５．４６２文献标志码：A文章编号：１６７１－７７６

3、７（２０１７）０６－００１２－０６1前言截面，对于中小跨径中常用的装配式小箱梁目前鲜顶推法施工由于仅用不到梁体１０％重量的水见采用波形钢腹板并与顶推施工相结合的文献报平力来克服梁体与滑道之间的摩阻力，便可将主梁道。鉴于此，为研究PC小箱梁、波形钢腹板和顶推架设到位，架设费用相对低。同时，顶推施工还具有施工组合的可能性和可靠性，以井冈山经济技术开占地少、施工稳定、无噪音等优点，非常适合中小跨发区深圳大桥为背景，提出组合小箱梁分条分块预［１-３］径梁桥的架设。目前混凝土梁桥顶推施工基本制组拼顶推施工方案，基于MID

4、AS软件开展了顶沿用台座逐段现浇，再逐段顶推的施工方法。该工推施工全过程受力性能分析，并探讨了导梁刚度、自法施工周期长、顶推速度慢，一定程度上限制其在桥重以及临时墩设置对顶推主梁内力的影响。［４］梁施工中的推广应用。在湖南南县哑巴渡大桥设计中，研究人员提出箱梁分条、分块预制，组拼顶推2工程概况［５］施工。该工法实现了桥梁结构上下部同时施工，吉安市井冈山经济开发区深圳大桥为（６１＋８＋大大提高了顶推速度，使顶推施工在中小跨径中更６１）m连续梁桥（见图１），是一座跨铁路的城市立具竞争力。但是，受普通混凝土材料抗压比

5、强度（抗交桥。该桥主梁由４片波形钢腹板PC组合小箱梁压强度／材料容重）低的限制，顶推单跨跨径一直未组成，宽度为１７m（见图２）。单片箱梁顶板宽３．８能突破５０m（不设临时墩）。另外，混凝土梁桥在长m，底板宽２．２m，平均高度为３．６m。小箱梁顶板期使用过程中暴露出来的混凝土腹板开裂，以及跨和底板为C５０混凝土，两者跨中厚度一致，均为０．４中持续下挠等病害也对桥梁的耐久性提出了新的挑m，端支点和墩顶段为０．８m。小箱梁腹板选用［６-８］战。１６００型波形钢板，波距和波高分别为１．６m和０．２２针对上述问题，国内外

6、学者提出采用波形钢腹m，腹板厚度除端支点和墩顶段为１６mm，其余均为板作为箱梁腹板，并与顶推施工相结合，相继修建了１２mm。为加强波形钢腹板组合小箱梁的整体性，［９］日本岛崎川桥（主跨５６m）、韩国一森大桥（主跨在小箱梁内部和小箱梁之间设计了箱内横隔板（４．８［１０］６０m）以及我国郑州的陇海路庄干渠桥（主跨５０m设置１道）、箱间横隔板（１３m设置１道）和后浇［１１］m）。然而上述桥梁主梁均采用单箱波形钢腹板横隔板（１３m设置１道）。横隔板采用C５０混凝土，收稿日期：２０１７－０５－０８基金项目：国家自然科学基

7、金资助项目（５１４７８１８３）；江西省交通运输厅２０１６年资助项目（２０１６C００８）作者简介：任亮（１９８０－），男，副教授，２００２年毕业于长沙交通学院桥梁与隧道工程专业，工学学士，２００５年毕业于长沙理工大学桥梁与隧道工程专业，工学硕士，２０１３年毕业于湖南大学桥梁与隧道工程专业，工学博士（E-mail：rely_９＠１６３．com）。波形钢腹板PC组合小箱梁顶推施工结构性能及参数分析任亮，梁明元，徐晶，王凯１３顶推就位后，首先拆除上缘纵梁、大横梁、横撑和横联，然后在波形钢腹板上部和下部挂模现浇顶板和底板

8、，待混凝土达到设计强度的７５％后，张拉相应的预应力钢束。采用波形钢腹板改装替代传统的工字钢导梁，不仅节省了大量的钢材，而且减少了导梁的安装、拆卸等繁琐工序，提高了波形钢腹板的使用效率，加快了施工周期。图1桥型布置示意图2主梁横截面示意厚度为０．３m，在端支点和中支点处加厚至０．７m。图3钢导梁横截面考虑到小箱梁内部操作空间狭小，后期束张拉3．3预制组拼顶推施工方案施工难度较大，为此，引