二次转体施工中间铰的受力形为分析.pdf

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1、２０１６年第５期（总第１８２期）江西建材交通工程二次转体施工中间铰的受力形为分析■赵前进■昆明铁路局，云南昆明６５００００摘要：澜沧江特大桥受地形限制，在主拱中间设置中间铰并采用二次竖转施３．１中间铰结构工，中间铰结构受力形为是影响施工成败的关键，本文通过确定澜沧江根据施工需要，分别在大理岸拱脚转铰以上７２５ｍ和保山岸保山特大桥主拱中间铰最不利工况，进行有限元分析中间铰局部应力，结果岸拱脚转铰以上９５３ｍ处设置中间转铰。为了保证施工便利性与受力表明中间铰结构设计合理，应力没有超限，可为类似工程提供参考。的合理性，中间铰由上下两关键词：钢管拱二次

2、转体中间铰受力形为部分组成，上部分与下部分均由支腿、支腿钢管与铰座１工程背景（耳座）组成，上下两部分通铁路大瑞线大保段澜沧江特大桥全长５２８１ｍ，主跨为３４２ｍ上承过φ３００ｍｍ的转轴串联在一式劲性骨架钢筋混凝土提篮拱桥。桥跨立面布置见图１。起，每侧两幅拱肋之间，在中间转铰支腿钢管之间及拱肋各节点位置，设置了横向风撑钢管，以保持整个转铰的横向稳定。中间转铰结构图详见附图３。图３中间铰结构图３．２中间铰整体受力分析计（１）计算工况与参数。根据二次转体施工方案，中间铰参加工作主要是第一次转体。根据现场实际条件，设置山体支撑架，两岸拱肋转体角度不一致，

3、具体参数见表１与图４。表１半拱上段部分竖转施工阶段图１澜沧江特大桥桥式布置示意图（单位：ｍ）序号施工工况大理侧仰角度保山侧仰角度２二次转体施工方案１拼装位置起扳６５５８受到地形限制，主拱采用二次转体施工方案，该方法在国内尚属首［１－３］２转体到中间铰合龙状态次，具体的方案如下：⑴钢管拱肋在加工厂加工成单元件，预拼场组拼焊接成运输单元，最后在组拼场拼装成吊装单元，利用缆索吊机进行吊装；⑵拱脚及半跨拱肋中部（根据地形条件确定）设置转铰，钢管拱肋中间转铰以下部分沿山体竖向拼装，中间转铰以上部分在支架上拼装；⑶两岸均设置竖转牵引索、下放索、拉压连接杆及竖转

4、油缸、泵站等竖转设备；⑷通过二岸牵引索相互牵引，将两岸中间转铰以上部拱肋扳起，完成第一次竖转；⑸待中间转铰合拢（在中间铰处为钢管支撑）后，牵引索继续牵引成形的半跨拱肋，直至拱肋重心超过零界点后逐渐退出工作，下放索继图４半拱上段竖转过程示意图续下放，完成二岸半跨拱肋的向下转体；整体计算考虑横风风力作用。参考文献［４］主桥成桥风速按１００⑹跨中合拢后进行拱脚合拢（钢管拱肋转体施工总体布置见图年一遇计，设计基准风速２５ｍ／ｓ；施工风速按１０年一遇计，即成桥节段２）。的０９倍考虑。加载时考虑计算最大风速ｖ风＝２２５ｍ／ｓ，基本风压Ｗ０２＝Ｖ风／１６＝

5、３１６Ｐａ，横向风压Ｗ＝Ｋ１Ｋ２Ｋ３Ｗ０＝５１３Ｐａ，风载体型系数，取０８；Ｋ２———风压高度变化系数取１５６；地形、地理条件系数取１３。风力计算面积系数对钢拱取０５；将上述风力换算为均布荷载于迎风范围内各弦管单元上ｑ＝３５４／３９４５＝００９ｔ／ｍ；其它参数按结构受力的实际情况取值。图５计算模型（２）计算结果。拼装位置起扳与转体到中间铰合龙状态（即上段竖转到位，等待中间铰拱肋合龙）计算结构分别见表２、图６与表３。中图２钢管拱肋转体施工总体布置图间铰支腿最大压力为大理侧－３４５ｔ；中间铰支腿拉杆最大拉力为大理３二次转体中间铰不利工况侧

6、３４９ｔ。中间铰支腿最大压力为保山侧－９４ｔ；中间铰支腿拉杆最大拉·１５３·力为大理侧５２６ｔ。通过比较中间铰合龙状态工况受力较大，同时结果分析结果如下：表明仰角度影响中间铰的受力，仰角度越大受力越大。计算得到耳板最大应力２１７ＭＰａ（具体见图８），钢管大部分应力没超过２１０ＭＰａ（其中灰色部分为应力超过２１０ＭＰａ的部分），局部最大应力５８８ＭＰａ（具体见图９），考虑转体过程钢管与其它结构还存在摩阻作用，在应力超过２１０ＭＰａ进行焊肋等方法加强。图６大理侧中间转铰支座反力图图８耳板应力云图图９钢管应力云图表２起扳工况中间转铰支座反力支腿大部分应力

7、没超过２１０ＭＰａ，其中灰色部分为应力超过大理侧保山侧２１０ＭＰａ的部分（具体见图１０），局部最大应力６７５ＭＰａ，同钢管一样在支点位置荷载组合Ｆｘ（ｔ）Ｆｙ（ｔ）Ｆｚ（ｔ）Ｆｘ（ｔ）Ｆｙ（ｔ）Ｆｚ（ｔ）应力超过２１０ＭＰａ进行焊肋等方法加强。中间铰外支点自重＋拉索＋横风－１８１－９９２５８１１０－１２２２３（下游）中间铰内支点自重＋拉索＋横风－２１７－９５３４９１３９－８２９４（下游）中间铰内支点自重＋拉索＋横风－３２０７０３３７１３２－８２７０（上游）中间铰外支点自重＋拉索＋横风－３４５８１４０４２７６－７３８１（上游）表３合龙状态工况中间转铰

8、支座反力大理侧保山侧支点位置荷载组合图１０支腿应力云图Ｆｘ（ｔ）Ｆｙ（ｔ）Ｆｚ（ｔ）Ｆｘ（ｔ）Ｆｙ（ｔ）Ｆｚ（ｔ）５结论中