梁格法在桥梁顶推施工中应用

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1、梁格法在桥梁顶推施工中应用摘要：利用梁格法对韶关疏解线跨浈江特大桥的顶推施工过程进行空间分析，对顶推过程中的支承脱离、梁顶抗裂性及应力局部效应进行了评估，总结了顶推跨度大、临时墩布置复杂情况下的计算要点和建模方法。关键词：刚性梁柔性拱顶推梁格法空间分析1桥梁概述1.1桥梁基本概况新建铁路赣州至韶关线韶关疏解线跨浈江特大桥全桥长2230.25m，位于韶关市区，其中跨越既有线京广铁路的桥跨，为满足桥下净空7.25m的要求，结合线路纵坡，主梁高度控制在2.3m，考虑市区桥型美观需求，采用孔跨布置为1-56m刚性系梁钢

2、管混凝土拱桥，全长58.4m（含两端梁端至边支座中心各1.20m）。该跨位于-5.6‰的坡道及R=800m曲线上，且与京广铁路斜交夹角为60o，为了确保铁路的安全，尽量减少对铁路的干扰与影响，又受桥下净空控制及施工场地影响，故设计采用先梁后拱的施工方法，即系梁采用支架现浇与顶推相结合完成，然后完成钢管拱部分。7拱桥系梁按整体箱形梁布置，采用单箱三室预应力混凝土箱形截面，桥面箱顶宽9.6m，底宽7.2m，梁高2.3m。底板厚度为30cm，顶板厚度为35cm，四条腹板厚度均为35cm。箱梁截面形式如图1所示。吊点处

3、设横梁，横梁厚度为40cm。梁体材料为C50混凝土。图1系梁截面形式拱肋采用圆端型钢管混凝土结构，高1.45m，宽0.85，管壁厚16mm。拱轴线采用二次抛物线，矢高11.2m，矢跨比1/5；两拱肋中心距6.3m，两拱肋之间横向风撑为0.65m直径钢管，中间设一道一字形横撑，两端各设一道K形横撑；梁上吊点间距5.0m，全桥共设9对吊杆。拱肋、横撑、吊杆等采用Q345qD钢材，拱肋内灌C50补偿收缩混凝土。1.2顶推施工方法图2顶推段系梁及临时墩布置系梁顶推段长45m，两端还有各6.7m及混凝土拱脚在顶推到位后浇

4、注。首先在临时墩上支架现浇顶推段系梁，并张拉顶推阶段预应力钢束。顶推段系梁纵向顶板设14束17-7Φ5，底板设12束17-7φ5预应力筋，其中顶板8束、底板4束为临时束不灌浆。（开始位置顶推长度）。顶推到位后，拆除临时束，顶板剩余6束-17-7Φ5，底板剩余8束-17-7Φ5。系梁剩余梁段浇筑后，张拉剩余钢束。然后在系梁上安装拱肋支架，安装拱肋，灌注核心混凝土，然后安装吊杆，拆除拱肋支架，对称初张拉吊杆，最后拆除梁部支架，铺设线路设备等成桥。7顶推临时墩上滑道位于中腹板正下方，相距2.4m，临时墩设置从开始顶推

5、的位置，跨度依次是16m+16m+17.55m+13.2m+32m+13.2m，最大顶推跨度32m，相对45m顶推段较大。导梁采用两片变高度，工字形的实腹钢板梁，导梁长度为22.0m，导梁刚度为系梁普通截面刚度的1/6～1/10，由两节拼装而成。导梁两片主梁之间的横向中心间距为240cm。为了加强两主梁之间的联系，横向联系及上下平面联系采用20#槽钢来保证钢导梁的整体性，满足受力的要求。本桥顶推施工阶段的关键是保证在整个顶推过程中的安全性，特别是最大跨越长度时悬臂状态下的梁顶面不开裂，2顶推施工的空间分析方法系

6、梁在顶推过程中，随着结构受力状态不断变化，其与各临时墩的接触状态也在变化，即系梁与有些临时墩往往是脱离接触的，必须对顶推过程的每个阶段进行专门分析，针对其实际接触状态进行应力验算。7本桥滑道是在系梁中腹板正下方，相距2.4m，本桥顶宽9.6m，因此在一些不利状态下，比如最大悬臂状态，较大的反力更多是被中腹板部分来承受，边腹板相应的截面及预应力钢束对抵抗开裂贡献较小，同时因为设计时各因素综合考虑的原因，顶推时预应力钢束及临时钢束不能更多的布置在中腹板附近，这就有可能是中腹板附近截面部分有可能会拉应力过大而开裂，在

7、施工前应该进行空间分析以确保安全性。分析这种局部效应有多种方法，一般可采用实体分析和梁格法，前者分析准确、可计算很多细节部位及多种应力效应，但由于需要同时考虑非线性支座和多达上百的施工阶段，建模及计算量会非常大，一般不用来做施工计算。梁格法力学概念清楚、建模简单，对顶推施工计算，只要计算正应力验算抗裂性，不必计算主应力的情况是符合要求的，因此采用梁格法来建模计算。梁格法的关键是对截面正确划分梁格，可按照参考文献1中剪力柔性梁格法进行划分，同时考虑到顶推施工和评估中腹板局部效应的计算目的，中梁部分横向偏心应尽量接

8、近中腹板中心线。故梁格划分的原则可总结为：每条腹板对应一个纵梁，每个纵梁的形心应在一条水平线上，且该水平线应通过全截面形心；中纵梁形心在横向应尽量接近中腹板中心线；横梁包括现有横隔板和顶底板构成二字型截面；计算全截面的抗扭刚度，并按比例分配到每个纵梁；横梁的两个方向的剪切面积和抗扭刚度同样需要按文献1正确计算。图3梁格划分示意图7划分后的各纵梁横梁特性如下表，单位厘米，完全能满足上面的