斜拉桥牵索挂篮有限元计算与静载试验对比分析研究.pdf

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1、第４２卷，第２期公路工程Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．２２０１７年４月ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｐｒ．，２０１７斜拉桥牵索挂篮有限元计算与静载试验对比分析研究１１２叶锡钧，孙卓，颜全胜（１广州大学土木工程学院，广东广州５１００６０；２华南理工大学土木与交通学院，广东广州５１０６４１）［摘要］甘竹溪特大桥是一座主跨２１０ｍ的预应力砼斜拉桥，采用牵索挂篮施工。为确保桥梁施工过程中结构的安全性和立模标高的精确确定，建立牵索挂篮的空间有限元模型，按实际施工阶段计算其应力和挠度，并与静载试验实测数据进行比较分析。结果表明，该挂篮设计合理，在结构强度、

2、刚度和稳定性方面均能满足规范要求，并有较高的应力安全储备，理论值与实测值的总体变化趋势一致，可根据挠度实测结果确定立模标高。［关键词］斜拉桥；牵索挂篮；有限元模型；静载试验［中图分类号］ＴＵ３１１；Ｏ３２７［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７４—０６１０（２０１７）０２—０１０８—０３ＲｅｓｅａｒｃｈＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔａｎｄＳｔａｔｉｃＬｏａｄＴｅｓｔｏｆＧｕｙｅｄＦｏｒｍＴｒａｖｅｌｅｒｆｏｒＣａｂｌｅｓｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅ１１２ＹＥＸｉｊｕｎ，ＳＵＮＺｈｕｏ，ＹＡＮＱｕａｎｓｈｅｎｇ（１Ｓｃｈｏｏｌｏｆｃｉｖｉ

3、ｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１０００６，Ｃｈｉｎａ；２ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１０６４１，Ｃｈｉｎａ）［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｅｌｅｖａｔｉｏｎｔｅｍｐｌａｔｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｆｏｒｃａｂｌｅｓｔａｙｅｄｂ

4、ｒｉｄｇｅ，ｔｈｅｓｐａｔｉａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｇｕｙｅｄｆｏｒｍｔｒａｖｅｌｅｒｆｏｒＧａｎｚｈｕｘｉｃａｂｌｅｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅｗａｓｂｕｉｌｔＡｔｆｉｒｓｔ，ｔｗｏｍｏｄｅｌｓａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｕｎｄｅｒａｃｔｕａｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｇｅ，ｔｈｅｎａｓｔａｔｉｃｌｏａｄｉｎｇｔｅｓｔｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔＴｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｒｅｓｕｌｔｓｗａｓｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｏｓｅｆｒｏｍｔｈｅｆｉｅｌｄｔｅｓｔｅｄＩｔａｌｓｏｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔ

5、ｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｗａｓｒｅｌｉａｂｌｅａｎｄｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｏｕｌｄｍｅｅｔｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓＥｌｅｖａｔｉｏｎｔｅｍｐｌａｔｅｃａｎｂｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｃａｂｌｅｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅ；ｇｕｙｅｄｆｏｒｍｔｒａｖｅｌｅｒ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ；ｓｔａｔｉｃｌｏａｄｔｅｓｔ牵索挂篮作为预应力混凝土斜拉桥悬臂浇筑施段跨越甘竹溪的一座特大型桥梁。主桥采用独塔双工的核心

6、设备，其承载和变形能力直接影响施工安索面、墩塔梁固结体系的预应力砼斜拉桥，主跨全和质量。因此，牵索挂篮在投入使用前必须进行２１０ｍ，边跨１６５ｍ，边跨设置１个辅助墩，主桥施工模拟计算及相应的荷载试验，以检验挂篮质量跨径组合为５０＋１１５＋２１０＝３７５ｍ。主梁采用预应和受力是否满足设计要求、消除挂篮非弹性变形并力砼扁平箱梁，箱梁全宽３８７ｍ，单箱三室。标［１－３］为挂篮立模标高提供可靠的参数依据。本文对准梁段索距为６ｍ，标准节段砼重量达４２０多ｔ，甘竹溪大桥的牵索挂篮进行有限元模拟分析与荷载采用牵索挂篮施工。试验，对比其关键构件的理论应力值与实

7、测应力本挂篮采用自行设计的牵索挂蓝，挂篮主要结值，检验挂篮的受力性能和结构安全性。构为：两根主纵箱梁、两根次纵梁、一片前横梁、一片带Ｃ形挂钩的后横梁以及分布纵梁组拼而成１工程概况（见图１）。整个牵索挂蓝长约１６３ｍ，宽约３９１甘竹溪特大桥是国道主干线广州绕城公路南环ｍ，高约４ｍ（不含挂钩高度），总重１３０ｔ（不含［收稿日期］２０１６—０７—２５［项目基金］国家自然科学基金（５１２７８１３７）；广州大学２０１６年新苗计划（２６０８）［作者简介］叶锡钧（１９８４—），男，广东人，博士后，高级工程师，主要从事大跨度桥梁结构健康状况监测与评估的研究第

8、２期叶锡钧，等：斜拉桥牵索挂篮有限元计算与静载试验对比分析研究１０９模板及三脚架），采用Ｑ２３５钢材，容许应力为２１５用ｌｉｎｋ８单元模