钢管混凝土拱桥施工关键技术及稳定性分析

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1、桥械＆施工技术BridgeandTunnelMachinery＆ConstmctionTechnologyR■■钢管混凝土拱桥施工关键技术及稳定性分析KeyConstructionTechniqueandStabilityAnalysisofConcrete—filledSteelTubeArchBridge牛润明，安蕊梅，邓海NIURun—ruing，ANRui—mei．DENGHa石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室，河北石家庄050043KeyLaboratoryofRoadandRailwayEngineering

2、SafetyControlofMinistryofEducation，ShijiazhuangTiedaoUniversity，Shijiazhuang050043，Hebei，China【摘要】应用有限元软件，针对某中承式钢管混凝土拱桥建立了从拱肋吊装至成桥的全过程计算模型，并对该有限元模型进行了稳定性分析，得出各工况下结构的稳定安全系数，最后讨论了设置横向风缆对拱肋稳定性的影响。结果表明．该桥施工各阶段稳定性均满足规范要求。【Abstract】Thecalculationmodelofthewholeprocessofarchbridgeer

3、ectionwasbuiltwithfiniteelementsoftwareforthehalf—throughconcrete—filledsteeltubearchbridge．Thestabilityoffiniteelementmodelwasana—lyzed，andthesafetycoefficientsundervariousconstructionconditionsweregiven．Finally，theeffectofguyca-bleonthestabilityofarchribswasstudied．Theresul

4、tsshowthatthestabilityCOUIdmeettherequirementsofrelatedcodes【关键词】拱桥；施工；稳定性分析；有限元模型【Keywordslarchbridge；construction；stabilityanalysis；finiteelementmode中图分类号：U448．22文献标志码：B文章编号：1000-033X(2013)03-0067-030引言土拱桥，主拱拱肋为双肋悬链线无铰拱，计算跨径为210Fll，计算矢高60m，矢跨比1／3．5，拱轴系数m=1．543。每片钢管混凝土拱桥具有跨越

5、能力强、承载能力高、塑性拱肋由4根6b750x16(20)iT111的Q345C钢管组成，内灌C50和韧性好、施工方便迅速等优点，在桥梁工程中得到了越微膨胀混凝土．并作为弦杆．上弦和下弦横向两根钢管之来越广泛的应用但随着拱桥跨径的不断增大，结构越来间用~500x12(20)Inm的平联钢管联接，平联管内灌注越趋于轻柔，其整体刚度越来越小．导致拱桥的稳定问题C50混凝土，上、下弦管之间用4)450x12mm钢管作为腹较为突出。因此，计算该类桥梁的稳定性具有重要意义⋯。杆，组成桁式拱肋。拱肋为等宽变高度截面，宽2．0m，高本文利用Midas／Civi

6、l建立结构计算模型．对某中承式度在拱脚径向为5．5m，在拱顶为3．5}rl。两肋中心距为钢管混凝土拱桥进行全过程(从拱肋吊装至成桥)稳定性27．0m，桥面以上设6道“K”撑，桥面以下每侧分别设置1分析，并探讨设置横向风缆对拱肋稳定性能的影响道“K”撑和1道对“K”撑，每道横撑均为空钢管桁架．主拱肋共设横撑1O道。吊杆标准间距为7．0m，采用镀锌高强1工程实例度低松弛2515．2钢绞线，PE防护；采用加装位移释放装置的OVM—GJA(B)15-25型冷铸墩头锚，分别锚于拱肋的广西来宾市来华大桥主桥为220ITI中承式钢管混凝平联钢管顶和横梁的下翼缘

7、。行车道由预制混凝sI=／J＼T67桥隧机械＆施工技术BridgeandTunnelMachinery＆Construe~onTechnology梁、预应力混凝土横梁及预制混凝土板组成，预制板通过2．2有限元模型纵、横湿接缝与纵梁、横梁连接。拱上立柱采用q~800mm采用Midas／Civil建立桥梁的空间有限元模型。主拱的钢管混凝土构件，内灌C50混凝土，全桥共16根立柱。肋、腹杆、横撑、吊杆横梁、立柱、桥面纵梁均采用梁单元来华大桥拱顶截面如图l所示。模拟，桥面板采用板单元模拟，吊杆、扣索(风缆)采用不受拉桁架单元模拟，用Ernst公式对其弹性

8、模量进行修正。模型中的约束形式为：在拱肋安装阶段．拱脚位置为铰接，拱肋合龙后，拱脚固结；桥面纵梁端部仅约束竖向位移，并释放其余自由度根据