某高速公路大桥钢箱梁顶推施工研究.pdf

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1、广东建材2011年第5期施工技术某高速公路大桥钢箱梁顶推施工研究刘汉斌(湖南省怀化公路桥梁建设总公司)摘要：本文洋细介绍了某高速公路大桥主桥钢箱梁的整个施工工艺以及在施工过程中应加强控制的关键问题。希望可以引起相关施工单位注意，并为其施工提供一点参考。关键词：钢箱梁；顶推施工；系统对大跨径钢箱梁斜拉顶推施工阶段进行控制，首先要了解其具体的施工过程，然后才能进行施工过程的仿真计算，并对施工阶段的位移和受力状态进行分析，从而更好的指导施工。某高速公路大桥主桥钢箱梁的施工分为三个主要阶段：首先在岸侧主塔附近搭设顶推平台，在主跨河中搭设临时墩，进行主跨钢

2、箱梁的顶推。在顶推进行的同时，利用l晦时支架安装边跨钢箱梁：待项推施工结束以及岸侧边跨钢箱梁安装完毕后，再进行全桥的合龙工作，从而完成丰梁的施工。本章将详细介绍该桥钢箱主梁的整个施工过程。1顶推施工有限元法的一般计算步骤有限元法是结构分析的一种通用方法，其基本思路是将结构物看成由有限个划分的单元组成的整体，单元之间由结点联结成整体系统，以单元结点的位移或结点力作为基本未知量求解。分析时，先进行个别单元分析，用结点位移表示单元内力，然后将单元再合成整体结构，建立整体平衡关系，由此求出结点位移。进行结构分析时，应给出单元的自然条件和几何条件、边界条件

3、、结点荷载等，然后才能求出结构单元中的结点位移、单元内力和应力。对于任何均匀的连续体，单元刚度方程可由能量原理确定，无论是什么样的单元形式，有限单元法分析过程可以分为以下五步。(1)结构的离散化。将待分析的结构用选定的单元型式划分成有限个单元体，把单元的一些指定点设为连接相邻单元的结点以单元的集合来代替原结构。(2)确定位移模式。完成离散化工作后，为对典型单元进行特性分析，必须对单元中的位移分布作合理的假设。其结果是建立如下单元位移函数的矩阵方程：d-N6。(式1)式中：d——单元中任一点的位移列阵；N二一形函数矩阵，其元素是坐标的函数；6。——

4、单元的结点位移列阵。(3)单元特性分析。确定了单元位移模式之后，即可对单元做以下三方面工作：①利用几何方程(应变一位移关系)将单元中任一点的应变用待定结点位移来表示，也即建立如下矩阵方程：￡=B6。(式2)式中：e——单元中任一点的应变列阵；B_变形矩阵，一般其元素是坐标的函数。②利用物理方程(应力一位移关系)导出用单元结点位移表示的单元应力矩阵方程：o=DB6fS6。(式3)式中：o——单元中任一点的应力列阵；D一与单元材料有关的弹性矩阵；S——应力矩阵，一般其元素是坐标的函数。③利用虚位移或最小势能原理建立单元刚度方程：V。+P：。一。6。(

5、式4)式中：V。-一单元结点力列阵；P：。——单元等效荷载矩阵，与作用在单元上的外荷载有关；Ke_一单元刚度矩阵。(4)集成所有单元的特性，建立整体结构的结点平衡方程。这个集成过程包括有两个方面的内容：一是由各个单元的刚度矩阵叠加形成整个结构的整体刚度矩阵，称为整体刚度矩阵的组集；二是将作用于各单元的等效节点力列阵合成结点荷载矢量。[Kj{6}．{F}(式5)一75—施工技术广东建材2011年第5期式中：[K]——整体刚度矩阵；{6)——结点位移矢量；{F)——结点荷载矢量。(5)引入边界条件，建立方程组，求解方程(5)得结点位移，回代至单元刚度

6、方程(4)，求得单元内力并输出计算结果。2钢箱梁顶推施工2．1顶推平台的架设项推平台设置在距离55#主塔岸侧71．25m处，共设6排12根支撑墩，平台高度约为20m，纵桥向间距为7．5m，同1#临时墩联成一个整体，总长45．5m，横桥向间距为20m。采用①100cm钢管作为立柱，用型钢平联。立柱以钻孔灌注桩作基础，桩长25m，钻孔直径为100cm。项部设支撑垫块和标高调整装置，如图l所示。图1顶推平台立面图2．2临时墩布置及施工本桥桥共设顶推用临时墩7处，其中5处位于河中，2处位于岸上。临时墩如图2所示。强生ilIl曼⋯，●簟对曩●●‘时域埘簟时

7、曩秘囊耐鼍"囊对t图2临时墩立面布置图(单位：一)每个临时墩均由2排共4根①120cm的钢管立柱及纵横向联系组成，钢管下部8m内灌注C30混凝士。顺桥向间距为4m，横桥向间距为20m。基础为钻孔灌注桩作，钻孔桩直径为180cm。钻孔桩设计桩长水中墩为60m，岸上墩为55m。为满足临时墩拆除的需要，临时墩钻孔灌注桩桩顶面高程低于河床面50cm。钢管立柱顶部浇筑一直径为1．6m高80cm的钢筋混凝土桩帽，用以放置支撑垫块和项推装置。在钢管顶部还安装有型钢平一76一台，便于施工人员工作。临时墩立柱布置如图3所示。簧翮■————疆啊旺——一嘲亡[础J枷．

8、1一地J—1．1j嗨l越嫩．I图3临时墩立柱布置图(单位：舢)临时墩立柱的施工在其钻孔桩处理完毕后就可以开始，施工顺序按照先立柱吊装，再