资源描述：
《大跨径钢管拱吊装方案研究.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、公路 2006年12月 第12期 HIGHWAYDec12006No112文章编号:0451-0712(2006)12-0042-04 中图分类号:U4451467 文献标识码:B大跨径钢管拱两段法吊装方案研究孙九春,陆永兴(腾达建设集团股份有限公司 上海市 200122)摘 要:针对现场实际情况本文提出了大跨径钢管拱分两段浮吊吊装的方法、拱肋合龙方案和有限元模型简化方法,通过计算分析确定了合龙过程中的相关技术参数和拱肋力学状态。关键词:钢管
2、拱;合龙;有限元;吊装 浦东北路赵家沟桥,主拱肋为钢管混凝土桁架设于拱顶一侧2175m处,节段的最大吊装重量为拱,跨径为135m,失跨比为1ö5。拱肋上下弦分别采980kN,采用一台800kN和一台1200kN的浮吊联用哑铃形截面,内灌注混凝土,腹杆为空钢管,中拱合吊装,可满足节段吊装要求。每段拱肋设置2个吊肋重约185t,两个边拱肋分别重1460kN。点,2个吊点连线需位于拱肋重心之上,以防拱肋吊装过程中翻转。计算表明,当吊点设置在距节段两端1 拱肋吊装方案与拱肋节段力学状态0125L～013L
3、时较为合理,并且有利于吊装。拱肋针对浦东北路赵家沟桥的桥型和现场情况,从安装时宜在无雨、无大风情况下进行,先安装拱脚一经济性、安全性、操作难易程度以及吊装设备等方面端,再将拱肋节段的另一端置于临时墩的定位架上,综合考虑,拱肋利用浮吊分两段吊装。由于受吊装设吊装方案如图1所示。该方案安全、经济、快速、技术备数量和吊装场地的限制,每根拱肋的2个节段需可靠、施工工序简洁、操作环节少,内河航道水面较分次吊装,为此需在两段拱肋的分段点处搭设临时平静、浪小,适合吊装过程中的精确对位。支架以支撑拱肋节段。受河中导
4、流堤的影响,分段点图1 拱肋吊装方案示意收稿日期:2006-04-112006年 第12期 孙九春 陆永兴:大跨径钢管拱两段法吊装方案研究—43— 吊装后的拱肋节段由拱脚和临时支架支撑,拱2 拱顶合龙方案脚与节段间采用铰轴连接,为避免支架承受过大的本桥的拱顶合龙方案主要有两种:一是利用铰水平力,支架与节段间只设置竖向约束和横桥向约轴将两段拱肋铰接成三铰拱,然后再焊接成两铰拱;束,而无纵桥向水平约束以允许拱肋节段自由伸长,二是直接采用高强螺栓将两段拱肋刚接成两铰拱并拱肋节段在面内呈简支状态,受自重作
5、用影响,简支在两铰拱状态下焊接合龙缝。虽然从施工角度讲两状态下的拱肋节段弧度缩小、弦长增大。经分析,拱种都可行,但从受力角度分析两铰拱优于三铰拱,因肋节段最大竖向位移为714cm和514cm,最大水平此本桥拱顶采用螺栓合龙,如图2(1)所示。螺栓合龙位移为415cm和314cm,最大拉应力为61MPa,最对合龙时的拱肋位置有较高的要求,偏差过大会使大压应力为-74MPa,支架最大变形5mm,拱肋节合龙困难,拱肋节段分两次安装时较大的水平位移段的强度与刚度均满足要求,节段的面外稳定可通会导致拱肋两端面
6、难以合龙,如图2(2)所示。过设置缆风索来满足要求。图2 拱顶合龙示意 为了消除水平位移对钢管拱合龙的影响,虽然支架端的安装位置预先抬高,从而使吊装后的拱肋,可利用浮吊同时吊起两段拱肋在空中不断调整拱肋在自重作用下伸长后,下弦底部刚好接触,合龙端面位置使两端面合龙,但该方法高空操作多、风险大,具备合龙条件,然后再通过逐步卸载千斤顶、安装螺并且对通航影响大。为减少高空操作及对通航的影栓使拱顶合龙,如图3所示。响,可根据“两圆相交原理”,利用千斤顶将拱肋节段图3 拱顶合龙示意 上述拱顶合龙过程中,需
7、要解决以下几个问题:3 有限元模型(1)确定千斤顶的行程、吨位和预顶升量;(2)拱以中拱拱肋为分析对象,利用有限元程序中的梁肋合龙过程中的力学行为变化及合龙后的应力和位单元、杆单元和各类边界条件、约束条件建立了与实移状态;(3)桥墩的受力安全性能等。际结构相符合的有限元模型,其中如何模拟千斤顶的—44—公 路 2006年 第12期作用和合龙端面接触的作用是建模的难点。杆系有限元程序来模拟。(1)千斤顶作用的模拟:由于目前的有限元程序中还没有合适的单元可模拟千斤顶的特性
8、,因此必需4 施工仿真分析对其进行简化。由于拱肋节段在卸载过程中绕拱脚转利用上述有限元模型,对拱肋的合龙过程进行动的角度非常小,且支架的竖向变形仅为5mm,可视了分析,结果如下。为支撑在刚性地基上,因此,在有限元模型中可以将(1)千斤顶的选型与千斤顶卸载过程中的力学临时支架和千斤顶简化为一个竖向约束,通过改变竖变化:经分析拱肋支架端的支撑点需比设计位置高向位移约束的大小,来模拟千斤顶的升高或降低。出1113cm,这样两段拱肋架设后可满足拱肋底部合(2)合龙端面接触作用
