现浇混凝土箱梁碗扣支撑体系受力分析.pdf

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1、现浇混凝土箱梁碗扣支撑体系受力分析口文／吴冬刘晓蕊摘要：文中以天津集疏港二、三线现浇混凝土箱梁工程为例，对现浇混凝土箱梁施工过程中的各个工况下有代表性的构件内力进行了现场实测，并利用大型有限元软件对各个工况进行了模拟。通过实测值与理论值的对比分析，对理论模型首先进行优化，使其符合现场实际情况，再根据理论计算数据对各工况下支架的受力情况进行分析研究，为现浇混凝土箱梁碗扣支架架体的搭设提出合理建议。关键词：现浇混凝土箱梁；碗扣支架；支撑体系城市桥梁施工采用较多的是现浇箱混凝土梁碗扣m。见图1。支撑工艺。碗扣支架由立杆、横杆、上下碗扣及限位销r，————————一等组成，安拆方便，不需用

2、大型起重设备。碗扣支架作＼li

3、——————————／为桥梁的支撑体系，对其不同工况下各受力杆件的内单位：mm力尚未有相对系统的分析研究，其搭设方式也没有统图1箱梁横断面一的标准。尤其是对于采用湿接头工艺的预应力混凝现浇混凝土箱梁部分均采用碗扣支撑体系，碗扣土连续桥梁，在整个成桥过程中，上部箱梁结构施工历支架所采用的立杆、横杆、斜杆直径均为4)48mmX3．5经若干个不同工况，相对应的下部碗扣支撑体系的受mm钢管，顶部设置可调托撑，下部设置可调底座。底力有很大不同。因此，碗扣支撑体系的受力分析、合理板采用竹胶板，竹胶板下面设置纵桥向放置的10布局是保证现浇箱梁施工质量的前提；有必要

4、对支架cmx10cm小方木，其下设置横桥向放置的10cmX的内力进行较深入的分析研究。15cm的大方木，大方木放于可调托撑之上，下部依次工程概况为架体、可调底座、18cm×18cm的底脚方木，最后为集疏港二、三线互通立交工程位于天津市滨海新处理后的地基基础。区境内，为京津塘高速二线，疏港二线、三线与海滨大架体初步搭设时纵桥向间距为0．9m，墩柱两侧道相交位置的一座大型组合互通式立交，其中现浇混(鲁+1)m范围内支架加密至Q6m，湿接头两侧(+1)凝土箱梁共计83联。00所做分析的箱梁为主线24～28，高度1．8m，单箱m范围内支架同样加密至0．6m。横桥向箱梁腹板下支四室结构，箱梁

5、翼缘长度2．91m，腹板厚度均为0．5架加密至06m。碗扣支架布置见图2和图3。天津建谩科技201o·NO．JI圈l'0cm×15cm方太塑俣假刑营剪刀j军f}iffff』f／fff／／／＼／∥八八／／图4工况1模型I＼VlIl表1工况1下各种杆件最大应力值及位置7m芷国趟嘧。。盐通距。m范围支架加密O。十最大应力／MPa位置图2碗扣支架纵桥向布置项目最大最大最大压力最大拉力压力拉力位置位置ff艉桥向L／／水平26墩处翼26墩翼板下O00825808529板下支架中支架上部高度一纵杆部高度处处，一一水平25墩附近湿接头附近10×15018130．5115中腹板下支中腹板下支方木横杆

6、架中部高度架底部高度处处剪刀撑横桥向连续布置竖杆53825～26跨跨中处翼板下支＼、∥【架底部高度处一斜杆27225～26跨跨中处边腹板下支架上部高度处工况2，工．·●-0-J20X20／909O90『60j60l90f90l90『6060I90工况2为浇筑底板、腹板混凝土，其有限元模型见方木单位：cm图5，各杆件的最大应力及位置见表2。图3碗扣支架横桥向布置为了保证地基的承载力及刚度，施工前必须进行统一处理，地基处理采用两步三七灰土夯实，每层厚度为20cm，保证地基承载力达到300kPa。碗扣支架受力计算分析箱梁结构整体成型前共分为6个工况，根据不同工况计算出支架所受内力大小，然

7、后对支架的各种杆图5工况2模型件进行受力分析。由于碗扣支架为空间受力体系，为了表2工况2下各种杆件最大应力值及位置项目最大应力／MPa位置求得较为精确地计算结果，对碗扣支架各工况的计算最大压力最大拉力最大压力位置最大拉力位置采用大型有限元软件进行分析，充分考虑横杆及斜杆水平24墩附近中24墩附近中对立杆的约束、协调作用。竖杆采用PIPEt6单元，考虑15．231689腹板下支架上腹板下支架上纵杆部高度处部高度处其同时承受轴向压力、弯曲应力的作用；水平杆件采用水平28墩附近中24墩附近中2605．66腹板下支架上腹板下支架底LINK8单元，仅受轴力作用；斜杆采用PIPE16单元。横杆

8、部高度处部高度处工况1竖杆797424墩附近中腹板下支架上部高度处工况1为绑扎底板、腹板钢筋，其有限元模型见图斜杆55_2324墩附近中腹板下支架上4，各杆件的最大应力及位置见表1。部高度处团天津建设科技2010‘NO．J工况3工况5工况3为浇筑顶板混凝土，其有限元模型见图6，工况5为第2次张拉完成，其有限元模型见图8，各杆件的最大应力及位置见表3。各杆件的最大应力及位置见表5。图6工况3模型图8工况5模型表3工况3下各种杆件最大应力值及位置表5工况5下各种杆件最大应