钢管混凝土拱桥拱肋混凝土浇筑过程中的稳定性分析

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1、72铁道勘察2012年第3期文章编号：1672—7479(2012)04—0072—02钢管混凝土拱桥拱肋混凝土浇筑过程中的稳定性分析李桂玲(北京中铁诚业工程建设监理有限公司，北京100055)StabilityAnalysisDuringthePouringConcreteofArchRibofCFSTArchBridgeLIGui—ling摘要钢管混凝土拱桥在拱肋混凝土浇筑过程中的稳定问题相对突出。以东莞水道特大桥为工程背景，通过对该桥进行线弹性和几何非线性有限元分析，较精确地求得了该桥各个拱肋混凝土浇筑工况的施工稳定系数。关键

2、词线弹性几何非线性施工稳定中图分类号：TU755文献标识码：A及上根据设计图纸及下缀板间均浇筑50号微膨胀混1工程概况凝土，腹杆为空心钢管。东莞市水道特大桥位于东莞市万江区莲子村，是五环路(西环)重要工程之一，全长744．84m，包括主桥、引桥两部分。主桥为50m+280m+50m三跨中承式钢管混凝土系杆拱桥，每幅桥设2片拱肋，主跨拱肋采用钢管混凝土拱形空间桁架结构，拱肋中距为19．5m(如图1所示)。主拱圈截面成双哑铃形式以图1东莞水道特大桥空间效果腹管相连，拱肋全高为5．5m，全宽2．5m，上、下弦管各为两根1000mm×16m

3、m的Q345C钢管，在拱脚第东莞水道特大桥空钢管拱肋混凝土的浇筑分为图一段则为1000mmx18mm的Q345c钢管，在上、下弦2所示的7种工况，每部分浇筑采取自两端拱脚向拱管两根并列钢管问用12mm厚的Q345C缀板连接，腹顶一次顶升完毕的方式。各工况中，网格部分为本阶管为500mmx12mm的Q345c空钢管，上、下弦管内段浇筑的混凝土，未凝固；斜线部分为前几个阶段浇筑圈圈口皿固固(a)工况1(b)工况2(c)工况3(d)工况4(e)工况5∞工况6(工况7图2拱肋混凝土浇筑工况的混凝土，已凝固。收稿日期：2012—04—12作者

4、简介：李桂玲(1979一)，女，毕业于石家庄铁道学院桥梁与隧道专业，工学硕士，工程师。钢管混凝土拱桥拱肋混凝土浇筑过程中的稳定性分析：李桂玲732有限元模型及计算结果稳模态(此工况的稳定系数最小)。表17个工况下模型A的一阶稳定系数东莞水道特大桥拱肋合龙后，按照图2所示的7个工况浇筑拱肋混凝土，以此建立有限元模型，空钢管合龙松扣后，分阶段模拟混凝土的浇筑。弦管、腹管和横撑仍采用beam4梁单元，缆风索采用linkl0杆单元。采用ANSYS有限元软件对上述模型的7个工况进行了线弹性和几何非线性计算，其结果如表1所示。图3给出了该桥拱肋

5、混凝土浇筑第6工况的前四阶失一～一(a)一阶失稳模态平面图(b)～阶失稳模态三视图(c)二阶失稳模态平面图(d)二阶失稳模态三视图～一(e)三阶失稳模态立面图∞三阶失稳模态三视图(曲四阶失稳模态平面图(h)四阶失稳模态三视图图3混凝土浇筑第六工况前四阶失稳模态可以看到，曲线起始段较陡，当加载系数达到临界值3线弹性稳定分析时，在荷载不变的情况下，位移增加迅速，曲线基本与通过对模型的特征值分析，该桥的第一个工况的轴平行，P—u类似一类失稳曲线。一阶失稳形态为面内失稳，面外失稳出现在第二阶失1．2稳形态，这说明在第一个工况时该桥的面内刚度

6、相对1．OO-8较小。而由于拱肋间的横撑布置较密，两拱肋间的横O．6向联系较好，拱肋的横向刚度较大；从工况2开始，一0-4阶失稳模态由面内转向面外，成为侧倾失稳。这说明O．2在混凝土浇筑过程中，随着混凝土的凝固形成刚度的同时提高了拱肋的面内刚度。4几何非线性稳定分析5结束语从表1看出，几何非线性与线弹性稳定计算结果相差在5．3％～7．9％之间。几何非线性对结果影响根据本文的研究及相关文献，对于此类桥梁线弹较小的原因是拱肋的刚度很大，在施加荷载作用下拱性稳定系数与几何非线性稳定系数计算结果相差不轴线的改变很小，在前一阶段的混凝土凝固后

7、，混凝土大，一般在10％之内。形成了刚度，提高了拱肋的稳定性，进一步降低了几何其原因主要是目前该类桥在设计时考虑了较大的结构刚度，在竖向荷载作用下拱轴线的改变很小，并且非线性的影响。在前一阶段的混凝土凝固后，混凝土形成了刚度，提高图4为拱肋混凝土浇筑工况6的荷载一位移历程了拱肋的稳定性，进一步降低了几何非线性对大桥施曲线，竖轴表示所施加的荷载系数，横轴表示在该荷载工稳定的影响。作用下所取定拱肋上某节点的位移。从图4的曲线上74铁道勘察2012年第3期文章编号：1672—7479(2012)04—0074—04郑焦城际铁路黄河大桥钢桁

8、梁架设施工方案研究马永强(中铁大桥局集团第一工程有限公司，河南郑州450053)SteelTrussedGirderConstructionSchemeResearchoftheZheng-JiaoIntercityYellowRiv