无砟轨道单线预应力混凝土斜腿刚构桥结构分析.pdf

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1、100铁道勘察2011年第6期文章编号：1672—7479(2011)06—0100—04无砟轨道单线预应力混凝土斜腿刚构桥结构分析张金芝(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津300142)StructuralAnalysisofPrestressedConcreteRigidFrameBridgeonSingleLineBallastlessTrackwithInclinedColumnsZhangJinzhi摘要石太客运专线孤山大桥采用主跨90m单线预应力混凝土斜腿刚构，采用无支架施工。运用有限元程序对斜腿刚构施工及运营阶段的结构受力、变形进行了详细的计算分析，为孤山大桥的施工和运营安全

2、提供了技术支持，同时也满足无砟轨道的铺设条件要求。关键词无砟轨道斜腿刚构无支架施工结构分析中图分类号：U448．23文献标识码：B梁高3．0m，中跨跨中梁高3．4m，刚结处梁高4．65m。1概述梁高变化采用二次抛物线变化。顶板宽8．4m，厚孤山大桥为两座单线、无砟桥梁，桥高约55m，左0．30m；底板宽3．8m，厚0．25～0．65m；一般段腹板右线距离35m。桥梁位于直线上，纵坡i=13．4％o。设厚0．5m，中支点处厚0．70m。梁部横断面见图2～计速度为客运250km／h，货运120km／h。桥梁桥式采图4。用(42．5+60+42．5)m的两座单线、无砟预应力混凝土230．380．2

3、30斜腿刚构桥。为确保桥上轨道的高平顺性和高稳定}L———性，以及列车运行的安全性、舒适性，要求桥梁刚度大，＼—————一变形小。全桥立面布置见图1。采用斜腿先进行竖向施工、而后转体，依靠背索平衡进行悬臂浇筑的施工工lL1艺，这样既最大限度的降低了施工对314省道的正常』／j通行的影响，也避免了在大峡谷上搭设大跨度施工辅5ol280l50380助支架的施工风险。图2中跨中梁部截面(单位：cm)l230380230l————～广／—r—、、]————一嚣＼＼／辇lll50l280150【380图3边跨端部梁部截面【单位：cm)霎是羿l1)，女，9一年毕业于北方交通大学工民建专工学学士，高级工程

4、师。，无砟轨道单线预应力混凝土斜腿刚构桥结构分析：张金芝1013——230．380230259．1331．9359．2349．8L———、8『————一／———、＼／、0l7024O70380图4刚结处梁部截面(单位：cm)斜腿采用钢筋混凝土结构，上部与梁部刚结、下部采用铰接形式与基础联接。斜腿采用箱形截面，纵桥向由5．7nl变化至3．0m；横桥向底部2．0m范围宽图5斜腿截面(单位：cm)6．6ITI，自底部往上6．0m以上横桥向3．8in，中间4．0m范围宽度线性变化。斜腿立面见图5。2施工过程结构分析计算2．1有限元模型的建立图6空间计算模型示意采用有限元程序Midas／civil对施

5、工全过程进行结构建模计算分析，计算模型见图6。2．4应力计算2．2施工阶段划分如图9所示，截面1为斜腿与主梁固结处截面，截根据斜腿刚构桥实际施工过程，进行全桥计算分面2为斜腿跨中截面，截面3为边跨跨中截面，截面析时共划分了36个施工阶段，主要施工步骤见图7。4为中跨1／4截面，截面5为中跨跨中截面。选取成2．3挠度计算桥前后几个工况，给出这5个典型截面的应力，计算结根据全桥计算结果，得出各阶段挠度曲线见图8。果见表2。步骤一：安装支承并临时固结，浇筑斜步骤二：将斜腿及。号块竖向转体就步骤三：搭设边跨膺架及模板，浇腿及梁体0号块，施工转体锚碇及安装位至设计倾角，并搭设辅助施工支架筑边跨梁部混凝

6、土转体用千斤顶、牵引设备及转体背索平衡背索步骤四：安装挂篮，拆除边跨支架步骤五：合龙中跨模板，逐段对称悬浇各梁段混凝土、图7主要施工步骤1O2铁道勘察2011年第6期吕赵皿jl}一转体到位—e一浇筑边跨一张拉钢束—圈-_拆架—圈--1号浇筑后一1号张拉后廿2号浇筑前一2号浇筑后一2号张拉后一3号浇筑前—一3号浇筑后+3号张拉后—圈--4号浇筑前—圈__4号浇筑后—。一4号张拉后-母-5号浇筑前一5号浇筑后一5号张拉后+6号浇筑前一6号浇筑后+6号张拉后一圈I合龙段浇筑前—圈_-合龙段浇筑后一张拉底板钢束．母I拆索一张拉腹板钢束一安装桥面附属—·一三年收缩徐变图8全桥各阶段挠度曲线表2应力计算

7、结果MP主力作用下梁部内力及应力见图1O～图13，梁部截面上翼缘最大压应力为10．3MPa，最小压应力为1．94MPa，下翼缘最大压应力为15．69MPa，最小压应图9应力计算截面示意力为1．87MPa。主力+附加力作用下梁部内力及应力见图14～图计算结果表明，最大施工过程中主梁截面全截面17，梁部截面上翼缘最大压应力为11．89MPa，最小压受压，斜腿截面最大应力为4．5MPa，满足受力要求。应力为1．42