关于叠合梁斜拉桥的施工工艺分析

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1、关于叠合梁斜拉桥的施工工艺分析深圳市壹壹壹建设工程集团有限公司广东深圳518131摘要：众所周知，斜拉桥乂称斜张桥，然而，叠合梁斜拉桥的主梁是一种组合结构，桥面系为混凝土结构的斜拉桥。由于叠合梁斜拉桥又具有它自身的特点，使得在确定成桥索力时乂存在着与众不同的问题。木文针对叠合梁斜拉桥在施工阶段中的内力控制问题，借助MidasCivil有限元软件，采用倒拆正装迭代法对某叠合梁斜拉桥施工过程进行模拟计算，并对各构件在不同施工阶段中的静力行为和内力分布特点进行分析，诠释了施工全程中桥体关键部位内力演变机理。分析结果表明：该桥采用塔梁固结体系

2、，第一对索间距较大且索力较小，会造成钢主梁最大拉、压应力出现在塔梁固结附近；在悬臂拼装施工时，吊机荷载会引起悬臂端桥面板出现拉应力，供同行参考。关键词：叠合梁；斜拉桥；模拟；有限元；静力行为斜拉桥施工状态是通过施工阶段模拟计算确定的，其施工阶段模拟计算方法在整个施工控制系统中起决定作用。木文以某叠合梁斜拉桥为背景，采用倒拆正装迭代法对施工过程进行模拟计算，以此着重分析最大双悬臂施工阶段、最大单悬臂施工阶段和桥面铺装施工阶段下的结构静力行为；并获取各构件在施工中受力最不利位置，分析其原因并提出合理施工意见，作为同类工程指导施工的依据和参

3、考。1、工程概况某叠合梁斜拉桥桥跨布置为130m+150m,采用钢边主梁结合桥面板的整体断面，全桥断面上共有2片钢纵梁。组合梁纵梁、横梁、悬臂梁、小纵梁均釆用Q345qD工字型钢，纵梁梁高为28m,标准梁段长为8m，纵梁横向中心间距为255m,桥面横向标准段宽为390m，桥塔处桥面最宽为475m。沿顺桥方向每4m设置一道钢横梁，横梁中部设置一道小纵梁，悬臂梁为人行道及非机动车道，标准段悬臂梁横桥向宽为653m,桥面宽为39m;因索塔附近的悬臂梁须绕塔而过，故在索塔附近顺桥向14m范围内加宽悬臂梁，此处桥面宽至475m,之后在顺桥向16

4、m范围内，桥面宽渐变为39m。桥面板为预放6个月的C55钢筋混凝土桥面板，桥面铺装采用10cm厚的沥青混凝土。桥面板和主梁采用剪力钉连接。整体结构为塔梁固结体系、独塔空间双索面密索体系，全桥拉索共64根。其中，斜拉索采用Φ5mm镀锌高强低松弛钢铰线索。全桥共采用4类拉索型号，根据拉索受力的大小，0号索采用15237，1〜6号索采用15243，7〜12号索采用15255，13〜15号索采用15261。索塔为钻石形，塔高为994m，桥面以上高约为83414m，桥面以下高约为15986m,材料为C50混凝土。主桥桥型布置如图1所示。

5、图1主桥桥型布置2、计算模型2.1施工荷载模拟施工荷载主要包括结构恒载、施工临吋荷载、预应力、斜拉索张力和混凝土的收缩徐变。为了准确模拟施工中的荷载，对其作如下处理。(1)恒载。一期恒载主要包括梁、索塔、拉索和混凝土板的自重，其中索塔按实际断面取重。混凝土板不考虑横向坡度，按26mm标准断面计重。竖向加劲肋根据截面面积和钢材容重计算求得自重，并以集中力方式作用于其位置。二期恒载主要有桥面铺装和防撞护栏，以均布荷载作用在桥面板上，取值为48.9kN·m-l。(2)施工临吋荷载。临吋荷载主要冇吊.午.荷载和临吋压重。根据设计

6、，全桥共4台吊机，单侧各2台，每台自重40t。吊机荷载以集中力方式作用在横梁和主梁交接处。(3)预应力钢束。钢束预应力在模型中采用整体式分析方法，根据预应力的特性和位置手动输入，并通过模拟灌浆封锚来实现预疲力效应。(4)斜拉索张力。通过倒拆分析获得初始张力，然后以体外力方式进行正装分析。2.2有限元模型为了准确、方便地建模，在实际工程的基础上对模型进行了如下简化。(1)不考虑截面横坡的影响。(2)不考虑温度的影响。(3)施工临吋托架简化成只受压力的弹性支座。全桥模型采用空间杆系单元建立，其中钢主梁和混凝土桥面板分别赋予各自截面特性和材

7、料特性，并用梁单元模拟，最后将钢主梁单元和混凝土桥面板单元进行刚性连接；小纵梁、横梁、悬臂梁、桥塔都用梁单元模拟；斜拉索采用恩斯特公式修正的等效桁架单元模拟。全桥单元共计889个，其中钢主梁单元222个，钢横梁单元146个，小纵梁单元109个，悬臂梁单元146个，混凝土桥面板单元150个，拉索单元64个，索塔单元50个。全桥有限元模型如图2所示。图2全桥有限元模型3、施工过程模拟全桥共划分为126个施工阶段，先后顺序为：进行索塔、过渡墩施工;架设0#、1#梁段临吋托架，并在托架上完成⑽、1#梁段施工；进入对称施工，对称安装第1台桥面吊

8、机，完成2#梁段施工；对称安装至15#梁段；安装16#梁段，完成边跨合龙；主跨单悬臂施工至主跨合龙；二期施工。其中，标准梁段施工顺序依次是：安装钢主梁；第1次张拉斜拉索；吊装桥面板；浇筑桥面板湿接缝；湿接缝达到一定强度后