运河大桥悬浇施工控制与结构有限元分析

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1、2013年3月第3期城市道桥与防洪桥梁结构59运河大桥悬浇施工控制与结构有限元分析姜富强t，范明z，吕新建，张炜瑶，王有志(1．山东省路桥集团有限公司，山东济南250023；2．机械工业第六设计研究院有限公司，河南郑州450007；3．华侨大学，福建厦门361021；4．山东大学，山东济南250061)摘要：以实际工程为背景，对预应力混凝土连续梁桥悬浇施工控制技术进行了分析研究，利用桥梁结构分析专业软件Midas／Ciil建立了该大桥的有限元模型，通过现场实测值与模型理论计算值的比较提出了重要的施工

2、参数，为该桥施工提供了技术支持，研究结果可为同类工程施工提供参考和借鉴。关键词：连续梁桥；有限元仿真计算分析；挠度；应力；线形中图分类号：U441文献标识码：B文章编号：1009—7716(2013)03-0059-04+15．5m行车道+0．50m护栏(与北幅老桥对孔布0前言置)。设计荷载为公路I级，设计速度80km／h，桥预应力混凝土连续梁桥属于超静定结构，其梁位于直线段上，桥头路线接坡，顺老路。桥梁两头设计与施工相关性很强，但是设计参数的理想取纵坡为3％，桥梁在竖曲线段内，竖曲线R=8000i

3、n。值与施工时的实际参数间一般存在客观上的差因建成桥梁与北幅老桥联合运营，本桥设2％单向异，很多差异如所采用的施工方法、材料性能、浇横坡。本桥桥址处月平均最高温度为34℃，月平均筑程序、环境温度场、立模标高等都会直接影响箱最低温度为一l0℃。梁的线形与受力，因此必须对整个桥梁的施工过程进行详尽的分析与监控控制。该过程一般分为三步，首先在施工现场采集必要的数据，通过参数辩识后，对理论值进行修正计算；其次对浇筑箱梁立模标高和主墩标高、垂直度、结构应力等予以适图1济嘉线火头湾运河大桥总体布置图当的调整与控

4、制，以确保设计值得以准确的实现；最后在施工过程中依据己建梁段的指标，预测未济嘉线火头湾运河大桥采用悬臂浇筑施工方来梁段的指标。法，即在已建成的桥墩上，以桥墩为中心，利用挂本文结合济嘉线火头湾运河大桥工程实际探篮对称向两岸逐段浇筑梁段混凝土，待混凝土达到讨预应力混凝土连续梁桥悬浇施工仿真分析与控强度要求后，张拉预应力束，再移动挂篮，进行下制技术。通过对该桥进行科学合理的施工仿真分一节段的施工。这样不断重复同一作业，直至合拢。析与控制，减少施工误差，缩短了工期，还大大节2有限元仿真分析省了项目建设投资。

5、2．1模型的建立1工程背景在全桥空间结构分析中，建立用于分析计算的济嘉线火头湾运河大桥，位于济宁市黄井镇前有限元模型，分析的成功与否在很大程度上取决王村西京杭大运河上，已有老桥位于济宁与嘉祥来于模型建立的好坏，为了精确的分析火头湾运河往的重要道路上，交通量大，重载车辆多。为此新大桥的整个施工过程，需要对主梁施工的每一阶建一座预应力混凝土连续梁桥，建成后新桥与老段进行跟踪模拟计算。本文采用桥梁分析专业软桥联合运营，可以缓解交通压力，提高行车安全。件MIDAS／Civil进行整个桥梁结构的有限元分析，新

6、建济嘉线火头湾运河大桥主桥为三跨预应根据火头湾运河大桥主桥施工工艺流程，划分了力混凝土变截面连续箱梁，引桥为等截面连续箱梁，火头湾运河大桥主桥箱梁施工控制模拟计算的施见图1。桥梁全宽16．5m，横向布置为0．50in护栏工阶段及步骤。主桥上部结构分为66个节点、63个单元，整个结构形成过程共分为35个施工阶段收稿日期：2012—12—05和1个运营阶段，使整个施工过程中出现的改变基金项目：国家自然科学基金项目(50779032)；山东省自然科学基金项目(ZR2010EM024)；山东省交通科技项目都

7、能在有限元模型中得到准确的体现。全桥有限作者简介：姜富强(1979一)，男，山东海阳人，工程师，从事路元计算模型见图2。桥工程施工技术与管理工作。60桥梁结构城市道桥与防洪2013年3月第3期布，不过产生的温度应力一般比日照温度变化引起的温度应力小【。日照温度变化对桥梁结构的影响是非线性的，且其变化对桥梁合拢前的影响是很大的，直接图2Midas／Civil有限元分析模型决定着合拢时间的选择。2．2主要影响因素的考虑3．1．1日照温差的影响火头湾运河大桥的主梁施工是分段悬臂浇注下面以2#墩边跨合拢前悬

8、臂端的最前端9#的，每浇注一个新梁段都要经历一个移动挂篮一块为例，通过24h监测结果说明温度对高程的影立模浇注主梁梁段混凝土养护一张拉主梁预响大小，见表1。应力的过程⋯，同时，在梁段的施工过程中，还有预表1温度对高程影响监测数据应力筋的应力损失、混凝土收缩徐变、温度变化等火头湾运河大桥2#墩9#块(悬臂长度39in)因素的影响，所有这些过程及因素导致结构的内时间环境温河岸方向河心方向力和变形不断的发生变化，从而使得分析的难度度，℃高程『m高程，m提高，精度降低。为了使