虎跳门特大桥施工控制计算分析

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1、38世界桥梁2011年第1期虎跳门特大桥施工控制计算分析童武元，位东升。(1．中铁大桥局集团武汉分公司，湖北武汉430050；2．中铁大桥局集团桥科院有限公司，湖北武汉430034)摘要：广珠铁路虎跳门特大桥为连续刚构一柔性拱桥，主桥跨度布置为(120+248+120)m。采用MIDAS软件建立该桥三维有限元模型，计算施工过程中结构线形和内力，并与设计结果对比；按第一类稳定问题验算拱肋稳定性；对存在的参数进行识别、分析。结果表明：施工过程中结构线形和内力均满足相关规范要求；拱肋面内、面外稳定性安全系数分别为4．99和4．98，满足使用要求；混凝土容重、钢束初张拉

2、力和施工临时荷载为该桥结构的高敏感性参数，施工控制中应重点监测、识别和调整。关键词：连续刚构桥；拱桥；线形；内力；稳定性；敏感性参数；有限元法；施工控制中图分类号：U448．22；U445．1文献标志码：A文章编号：1671—7767(2011)01—0038—041前言488248目前，大跨度连续刚构一柔性拱桥施工控制一般采用自适应控制法，即在分析模型中不断地修正计算参数与实际参数之间的偏差，经过若干个施工阶段的重复循环计算后，使计算输出与实际施工状⑧④@0单位：m态相符，从而实现对目标系统的控制[引。本文以广珠铁路虎跳门特大桥为背景，研究大跨度连续刚图1虎跳

3、门特大桥主桥立面布置示意构一柔性拱桥的线形和受力特点，为类似桥梁的施跨中工控制提供参考。2工程概况虎跳门特大桥采用(120+248+120)m连续刚@／⑧④／@单位：m构一柔性拱组合结构(见图1)，跨越国家I级航道——虎跳门水道。该桥主墩采用双薄板墩身，边图2悬臂施工节段划分示意支座采用型号为TQZ(NS)纵向、多向活动支座；主梁为单箱双室截面，共分107个梁段；拱肋矢跨比为4有限元模型i／5，计算跨度为240m，矢高48m，拱轴线为二次采用MIDASCivil2006建立该桥三维空间模抛物线，每片拱肋采用两管平行单管提篮内倾的三型，桥墩、主梁和拱肋采用梁单元模

4、拟，吊杆采用桁肢桁架拱，弦管内部采用抽真空填充C5O微膨胀混架单元模拟；不考虑普通钢筋参与受力，考虑时间依凝土；吊杆采用标准抗拉强度1860MPa整束挤压存效果(累加模型)；33号、34号桥墩墩底完全固结，式钢绞线拉索体系f一。墩顶与主梁之间设弹性连接(刚性)，拱脚与主梁处设刚性连接，拱肋弦管与拱脚处设刚性连接；32号、3施工方案35号桥墩布置有1个多向活动支座和1个纵向活主桥采用先梁后拱的方法施工，梁体采用挂篮动支座，因而模型中设置横向、竖向约束，限制轴向悬臂法施工，合龙顺序为先边跨后中跨，待梁体全部转动；静活载采用单线“中一活载”，冲击系数按120合龙后，在

5、桥面上架设支架，拼装拱肋，利用塔架竖转m计算跨度计算，1+一1．056；荷载组合方式为主拱肋合龙，然后安装吊杆。施工悬臂节段划分见图2。力组合、主力+附加力组合。该模型(见图3)共841收稿日期：2010—09一l4作者简介：童武元(1955)，男，工程师，1987年毕业于长沙铁道学院工民建专业，工学学士(Email：601671952@qq．corn)。虎跳门特大桥施工控制计算分析童武元，位东升39+设计值一计算值300耀一5075．5151．0226．5302．0377．5453．0498．3悬臂段前端／皿图4施工预拱度大，施工中应加强线形、应力、温度监测，

6、综合考虑各图3三维有限元模型种施工影响因素，以便确定立模标高，保证主梁平顺个节点、1567个单元。计算采用的材料力学参数合龙及满足后期行车要求。见表1。二期恒载铺装后，箱梁各节段前端预拱度值见表1材料力学参数图5。修正后的成桥线形较理想状态下的平顺，跨中最大挠度值均为2．6cm，满足结构行车舒适性要求。+设计值+计算值El3．02．0鞘1．0{晷075．5151．0226．5302．0377．5453．0498．3悬臂段前端／硼m。＼巡戢孵图5成桥后箱梁前端预拱度321O100O00理想状态下收缩徐变3年后的目标线形与修正5计算及结果分析后的收缩徐变3年的目标线

7、形见图6。修正后的收5．1主梁线形缩徐变3年、1o年后的目标线形见图7。分析结果该桥线形控制通过调整混凝土浇注前立模标高可知，混凝土收缩徐变3年后，修正后的目标线形与(立模标高等于设计标高十施工预拱度)来实现。实理想状态下计算的目标线形相比，跨中最大高差0．3际施工控制中，设计标高由设计单位提供，预拱度由cm，边跨最大高差0．4cmi混凝土收缩徐变3年和于受混凝土容重、混凝土收缩徐变、预应力荷载、挂篮荷载和温度荷载等因素的影响，施工控制过程中收缩徐变10年相比，随着时间的积累，混凝土收缩是一个变量l_5]。徐变效应增强，整体预拱度值减小，边跨最大减小根据有限元计

8、算结果，静活载作用下，边