大跨柔性钢梁顶推施工导梁结构优化及局部受力分析  

大跨度柔性钢梁顶推施工技术

以某连续钢箱梁桥跨越既有线顶推施工为背景,研究顶推施工过程中钢箱梁的局部受力特性。采用有限元分析软件ansys对钢箱梁节段进行了三维数值模拟,研究了顶推施工过程中最不利工况下钢箱梁的局部应力状态。通过对底板加劲肋位置、底板厚度、腹板厚度等关键结构参数进行了分析,结合工程实际情况,提出改善钢箱梁局部受力特性措施。

顶推施工关键是导梁的设计和整个施工过程各构件的受力情况。本文结合某特大桥顶推施工中导梁的设计,用迈达斯软件模拟分析钢导梁在顶推过程中的各个工况,符合设计计算要求,得出该导梁的尺寸要求符合施工需求。钢梁顶推施工各个工况符合要求,满足施工需要,为此类工程施工提供借鉴经验。

现今大跨径桥梁的钢箱主梁无应力线形一般为单一半径竖曲线,杭州江东大桥的钢箱梁无应力线形为连续变曲率竖曲线,变曲率特征不仅使得顶推竖曲线的顶推半径变化,也使得滑道处钢箱梁的转角位移变化十分明显。进而对顶推滑道的构造提出了新的要求:滑道顶面线形需能自动适应梁体线形的变化。滑道处钢箱梁的局部受力的安全,关系着顶推施工的成败。运用大型通用有限元软件ansys对滑道处钢箱梁局部进行三维有限元分析,对比7种典型工况下钢箱梁各个构件的应力分布情况,指出临时墩支反力和滑道处钢箱梁转角位移是影响钢箱梁局部受力的关键因素。

杭州九堡大桥南引桥为斜腹板槽形钢梁和混凝土桥面板组成的大跨度组合结构桥梁。槽形钢梁采用顶推法施工,不设临时墩,最大悬臂长85m,顶推总长度916m;支撑反力由腹板承受,应力集中现象明显。利用有限元软件midas/civil进行顶推施工仿真模拟,研究了各墩支撑反力的变化规律以及垫板刚度对槽形钢梁局部受力的影响,并分析了钢梁的应力变化规律。

建设科技∣73 constructionscienceandtechnology二等奖 建设科技2018年8月下 总第366期 doi:10.16116/j.cnki.jskj.2018.16.014 超重柔性钢梁大跨顶推施工技术 彭安全　谭神洲　甘霖　何另程 （中建钢构有限公司，广东深圳518040） [摘要]钢结构桥梁作为桥梁领域的特殊分支，其施工技术的发展历史并不算长，各种探索性的施工方法 正在逐一被实现和发展，本文主要以中建钢构有限公司参与建设的武汉江汉六桥为例，介绍一种针对超重 柔性钢梁大跨顶推的施工技术。 [关键词]钢结构桥梁；武汉江汉六桥；顶推法；顶推施工技术 jackingconstructiontechnologyoflarge-spanandover- weightedsteelbridgewithflexib

在桥梁的顶推施工中,导梁对增大顶推的跨度起到了重要的作用。导梁的各个参数对于主梁在顶推施工过程中的受力都有很大的影响。适当地选择导梁的各个参数值能够减少主梁在施工过程中的内力,从而节约材料和降低施工成本。根据顶推施工的特点和顶推过程内力变化规律,利用结构力学位移法建立简化的结构计算模型,计算和分析了连续梁桥顶推施工中主梁前端所安装的导梁长度、刚度和单位长度的重量这三个参数对顶推施工过程中主梁内力的不同影响,得出了计算顶推施工最优的导梁参数值的方法。该方法简单可靠,便于实际工程应用。

昆山中环跨沪宁高速,采用顶推法施工,钢箱梁前设钢导梁,利用midasgen有限元软件分析在顶推施工中的最不利工况及内力值,并分别验算钢导梁压弯杆和轴心受压杆件的稳定性,为施工的顺利进行提供可靠保证。

江东大桥顶推钢箱梁局部受力分析——采用顶推法施工的钢箱梁，在保证梁体整体受力安全的前提下，滑道处钢箱梁的局部受力安全也非常关键。以杭州市江东大桥无应力线形为多段连续曲线的钢箱梁的顶推施工为背景，针对支撑装置中含有橡胶垫块的滑道，运用ansys对钢...

采用顶推法施工的钢箱梁,在保证梁体整体受力安全的前提下,滑道处钢箱梁的局部受力安全也非常关键。以杭州市江东大桥无应力线形为多段连续曲线的钢箱梁的顶推施工为背景,针对支撑装置中含有橡胶垫块的滑道,运用ansys对钢箱梁局部进行三维有限元分析,对比4种典型工况下钢箱梁各个构件的应力分布情况,指出滑道处钢箱梁的转角位移是影响钢箱梁局部受力的关键因素。

以某顶推施工为工程实例，利用有限元分析软件midascivii建立了主梁顶推过程分析模型，分析了顶推过程中临时支墩的支反力随顶推过程的变化趋势；建立了临时墩的有限元分析模型，分析了临时墩在水平荷载和竖向荷载作用下的受力性能，分析结果和实际施工效果表明，设计结构满足施工要求。

桥梁钢箱梁顶推施工过程受力分析及施工对策——桥梁钢箱梁顶推施工过程受力分析及施工对策桥梁顶推施工方法越来越多地运用在城市桥梁的建设中，混凝土桥的顶推施工方面已总结出了相当完善的受力计算方法，然而钢桥顶推施工受力研究相对较少，钢箱梁顶推的特殊...

为研究连续钢梁桥短导梁顶推的受力特性,以某6×90m连续钢槽梁为工程背景,采用桥梁商业程序midas/civil2012建立顶推整体有限元模型并进行仿真分析,结果表明:顶推主梁受力满足要求,但短导梁存在挠度过大的问题。为解决此问题,提出\"多台阶\"短导梁的施工方案。在此基础上,选取顶推最大悬臂工况,采用ansys11.0建立钢槽梁的\"杆-壳-接触\"混合有限元模型。为保证局部仿真分析的可靠性,钢槽梁悬臂根部接触边界采用3种非线性约束单元分别进行模拟。理论与实测结果表明:在最大悬臂工况,主梁底板与滑道存在局部脱空,接触长度仅占滑道总长的27%~29%。

蒙华铁路洞庭湖大桥主桥为三塔双索面钢箱钢桁结合梁斜拉桥,主桥钢梁采用先架设下弦钢箱梁后安装上部钢桁梁杆件的整体施工方案,边跨下弦钢箱梁采用三向大行程步履式顶推法架设,顶推由中跨往边跨方向进行。对边跨钢梁顶推架设进行有限元分析,并指导顶推施工中临时墩、导梁等大临结构设计。下弦钢箱底部布置两台步履式顶推器并通过垫梁组成一个顶推支点,解决了顶推施工中下弦钢箱斜腹板局部受力的问题；利用已有步履式顶推器进行墩顶节间钢梁架设,优化了常规墩顶节间钢梁架设方法；上墩施工中利用大行程步履式顶推器解决了导梁前端位移过大、导梁上墩困难的难题；三向大行程步履式顶推施工技术、实时动态纠偏等技术确保了边跨钢梁顶推的质量和安全。

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该文以杭州江东大桥为实例,建立有限元分析模型,对多段复合竖曲线连续钢箱梁顶推施工过程进行动态分析,在掌握临时墩反力和钢箱梁内力变化规律的基础上,优化临时墩初始标高设置和临时支座标高调整方案,为设置多段复合竖曲线钢箱梁的顶推施工提供理论指导。

以吉安市深圳大桥的左幅桥跨越井吉铁路段的三跨波形钢腹板pc连续梁桥为工程背景,采用桥梁专用设计计算软件rmbridgev8i建立了空间有限元分析模型,对该波形钢腹板pc连续梁桥的顶推过程进行了仿真分析,结果表明:该桥在顶推施工过程中顶底板混凝土强度有一定的安全储备;导梁的前端产生较大的竖向位移,施工时要采取必要的预防、处理措施。

某3跨地锚式悬索桥加劲梁为扁平钢箱梁,钢箱梁跨径组成为(40+430+40)m,采用多点临时墩顶推施工。为了确保钢箱梁在顶推施工过程中结构安全,建立有限元计算模型对顶推施工过程进行整体和局部受力分析。计算结果表明临时墩支点高程设置形式、滑道支承形式和横向偏位等对钢箱梁受力影响较大。根据计算结果提出了钢箱梁顶推施工过程线形控制、临时墩反力控制及局部应力施工控制等参数以及相应控制措施。实际顶推施工结果表明钢箱梁受力及线形控制较好。

波形钢腹板pc组合梁采用顶推施工时,其箱梁底板要连续不断在支墩上滑动,箱梁局部在顶推过程中的受力与成桥状态有较大不同.为了明确组合箱梁波形钢腹板在顶推施工中的局部受力性能,以国内一座采用整体式顶推施工的大跨度波形钢腹板pc组合梁为例,采用板壳实体模型详细模拟了混凝土顶底板与波形钢腹板的真实结构,计算在顶推过程中组合箱梁的局部受力性能.比较了不同构造形式下的结构受力性能,为设计计算同类桥梁的局部结构提供了参考.

应用三弯矩方程和力的叠加原理，研究等截面连续梁桥在顶推过程中由箱梁自重、悬臂端部分箱梁和导梁所产生的力矩作用下的受力计算和主梁的日照温差影响。并导出同跨径、等截面连续梁支点弯矩的计算表值。

为确定钢箱梁在顶推过程中的最不利状态,采用大型桥梁结构分析软件对钢箱梁和导梁的整个顶推过程进行了数值模拟仿真,有针对性地分析钢箱梁和导梁的受力和变形,系统地分析了在恒载作用和恒载与风荷载共同作用两种工况下钢箱梁的受力状态。在实际施工中还要不断进行理论模型的修正,使理论模型结果与结构的实际状态最大限度一致。

安格拉库内内河桥为槽形钢梁与混凝土桥面板结合的多跨连续组合梁桥。全桥18跨一联,桥跨880m。桥梁主要施工阶段为拖拉施工槽形钢梁和现浇混凝土桥面板。槽型钢梁拖拉施工中,钢梁内力随拖拉过程发生变化,底板承压区域易发生应力集中。因此,钢梁内力与局部应力的大小和钢梁的稳定及强度构成了桥梁各主要施工阶段中的关键因素。文中通过理论公式计算与有限元分析相结合的办法考察了各主要施工阶段槽形钢梁的整体与局部受力特征和钢梁的屈曲及强度问题。