钢筋混凝土箱型拱桥缆索吊装施工仿真分析.pdf

《钢筋混凝土箱型拱桥缆索吊装施工仿真分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、V01．42，No．4沪I．J童材第42莺第4期垒竺鲤壁!兰Q!鱼逝垒丝i麴!逦童丝丝丝—————————!些』!些钢筋混凝土箱型拱桥缆索吊装施工仿真分析严小丽，(重庆交通大学，摘要：以溪工沟大桥为背景，采用通用型有限元软件Midas／Civil分析建模，按实际拟定的施工顺序对钢混拱桥缆索吊装过程进行施工模拟分析，主要对各施工阶段扣索索力、拱圈的内力以及拱圈线形进行研究分析，说明了施工的合理性。本文通过对大跨度钢筋混凝土箱型拱桥吊装施工技术难题的研究和成功应用，为同类型大跨度多节段拱桥的施工积累经验，从而具备

2、更高的推广应用价值。关键词：钢筋混凝土箱型拱桥；缆索吊装；仿真分析中图分类号：U445．4文献标志码：B文章编号：1672—401l(2016)04—0194—03DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2016．04．0960前言缆索吊装施工技术是无支架拱桥施工中常使用的方法之一，其优点是吊装设备跨越能力大，水平和垂直运输方便，适应性广，施工安全，另外还能减少模板用量、加快大桥建设速度、降低桥梁造价等。本文以四川省溪工沟大桥为例，对上承式钢筋混凝土拱桥的无支架缆索吊装施工过程展开分析研究，

3、运用有限元软件对其进行仿真模拟，对于施工过程各阶段拱肋的受力和变形情况进行有效地预测和控制，确保施工质量，以达到合理的成桥状态。图1主桥总体布置图．．一0，—JF—————一图2缆索系统总体布置图1工程背景溪工沟大桥为净跨径100m的CA．0钢筋混凝土上承式作者简介：严小丽(1992一)，女，江苏泰州人，在读硕士研究生，研究方向：道桥与隧道工程及检测。·194·冯霄唠重庆400074)箱型拱桥，净矢高20m，矢跨比1／5，计人预拱度0．186m。本桥采用悬链线拱箱，拱轴系数取m=1．655。主拱是由4片拱箱组

4、成的，每箱分5段吊装，预制拱高1．82m，上铺0．18m厚整体化现浇层，全高2．0m。全桥共需预制安装拱箱20段。拱圈每隔一定的距离就设置一道10cm厚的中空横隔板。拱上建筑采用垫梁、双柱式矩形排架和悬臂盖梁来支承桥面结构，主桥桥面板为13孔跨径8m钢筋混凝土简支空心板，桥面连续。拱座基础为桩基础，基底嵌入微风化岩层中。引跨桥墩是双柱式墩，基础为桩基础。桥台都采用重力式实体桥台，扩大基础。主桥的总体布置图如图1所示。2施工方法2．1悬索吊装系统总体布置根据溪工沟桥实际地形特点，确定吊装索跨为251．35m。雅

5、江岸要设置拱箱预制场，设计吊装系统时两岸均不用索塔，直接锚固于山体上。雅江岸锚碇设于桥台台尾42．175m的陡坡上，陡坡底部预制场后侧设置起重及牵引索转向滑轮锚环基础，台尾约30m经开挖平整后作为拱箱预制场地；新龙岸锚碇设于桥台台尾46．175m的山坡上；两岸锚碇高程设置皆为2931．30m。两岸拱脚段扣索通过交界墩顶座滑轮转向后，直接在两岸引桥墩根部捆绑锚固，为防止钢索上滑，在距离桥墩根部0．4m位置焊接防滑小工字钢。缆索系统总体布置见图2。2．2拱箱扣索扣索皆采用6×37+FC的麻芯钢索，公称抗拉强度17

6、00MPa。拱脚段每道采用2咖36．5mm钢索，破断拉力1403．84kN；二段每道采用2咖52mm钢索，破断拉力2796．2kN。两岸二段扣索锚固于主锚梁上的固定滑轮上，每道2扣扣索由2个锚固滑轮锚固，每个扣索滑轮座分开于主索两侧对称布置。扣点采用捆绑的形式与拱箱连接。单肋共计4道(8根)扣索，两岸1扣扣索长约50m，2扣扣索长约135m(每根扣索长度皆考虑了15m左右的回头卡锚固长度)。溪工沟大桥扣挂体系采用有限元程序来进行结构计算。因为在拱肋合龙及轴线标高调整完成之前，各个分段接头是通过接头连接螺栓进行

7、临时连接的；在拱肋合龙及轴线标高调整结束后，再进行接头焊接；因此，各分段点接头按铰接来考虑(含拱脚)。在吊装过程中，扣索与扣段一起构成平面静定结构，两岸按照安装拱脚段、第二段和拱顶合龙段分别进行计算，每道扣索按各个阶段的索力最大值进行控制设计。3仿真分析3．1有限元模型建立本文对溪工沟大桥缆索吊装施工过程仿真分析计算采用通用有限元软件Midas／Civil建模，本模型中采用空间梁单元进行模拟，整个模型中，以其中的左箱拱肋为计算模型，情况如图3所示，总节点数为367个，总单元数为664第42卷第4期沪I．J罡材

8、V01．42，No．42016年8月SichuanBuiz癖^亿胞，．妇bAugust，2016个。扣索1、2与两岸山体均采用拱脚固定约束，与左箱拱肋连接均采用弹性连接。图3缆索吊装计算模型3．2扣索系统有限元计算分析扣索的索力大小与采用的缆索吊装施工方法存在密切联系，如何正确、合理地确定索力大小，使整体拱圈在施工过程中和成桥后能够处于合理的受力状态，已成为钢混拱桥设计中的关键性问题。溪工沟大桥按施