杭州九堡大橋斜腹板槽形鋼梁頂推過程中的參數(shù)分析

頂推施工關(guān)鍵是導(dǎo)梁的設(shè)計(jì)和整個(gè)施工過程各構(gòu)件的受力情況。本文結(jié)合某特大橋頂推施工中導(dǎo)梁的設(shè)計(jì),用邁達(dá)斯軟件模擬分析鋼導(dǎo)梁在頂推過程中的各個(gè)工況,符合設(shè)計(jì)計(jì)算要求,得出該導(dǎo)梁的尺寸要求符合施工需求。鋼梁頂推施工各個(gè)工況符合要求,滿足施工需要,為此類工程施工提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

本文重點(diǎn)介紹杭州九堡大橋鋼槽梁頂板焊接工藝,通過采用結(jié)構(gòu)鋼(q420)厚板焊接工藝,確保了較高的焊縫接質(zhì)量和相關(guān)構(gòu)件幾何尺寸,滿足設(shè)計(jì)要求。

本文重點(diǎn)介紹杭州九堡大橋鋼槽梁頂板焊接工藝,通過采用結(jié)構(gòu)鋼(q420)厚板焊接工藝,確保了較高的焊縫接質(zhì)量和相關(guān)構(gòu)件幾何尺寸,滿足設(shè)計(jì)要求。

簡要介紹了九堡大橋引橋上部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和組合結(jié)構(gòu)橋梁國內(nèi)外發(fā)展情況,根據(jù)九堡大橋橋位環(huán)境和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn),對鋼槽梁施工方法及工藝進(jìn)行了詳細(xì)的對比研究,確定了大跨度無臨時(shí)墩步履式多點(diǎn)連續(xù)頂推施工工藝,工藝先進(jìn)、安全可靠,具有重要研究意義和推廣價(jià)值。

期

哈爾濱市進(jìn)鄉(xiāng)街高架橋工程,工程沿進(jìn)鄉(xiāng)街走向全長4130m。其中,高架橋起k0+800,向西上跨通鄉(xiāng)街、拉濱鐵路、華北路,終點(diǎn)k3+910,橋梁及引道全長3110m?？玷F路高架橋跨鐵路拉濱下行線k11+130處,橋跨結(jié)構(gòu)為40.836m+50m+40.836m,梁高2m,鋼箱梁寬是變截面結(jié)構(gòu),從25.3m漸變至15.8m。主梁鋼結(jié)構(gòu)重1798t,底板水平,橫坡通過調(diào)整腹板高度形成。頂板、底板、腹板設(shè)置縱向加勁肋。橫隔板間設(shè)置腹板豎向加勁肋。橋面縱坡0.4%～1.5%。鋼箱梁采用全焊鋼箱梁四箱結(jié)構(gòu)。鉆孔樁承臺基礎(chǔ),下部結(jié)構(gòu)為墩柱式和門式蓋梁。

以吉安市深圳大橋的左幅橋跨越井吉鐵路段的三跨波形鋼腹板pc連續(xù)梁橋?yàn)楣こ瘫尘?采用橋梁專用設(shè)計(jì)計(jì)算軟件rmbridgev8i建立了空間有限元分析模型,對該波形鋼腹板pc連續(xù)梁橋的頂推過程進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明:該橋在頂推施工過程中頂?shù)装寤炷翉?qiáng)度有一定的安全儲備;導(dǎo)梁的前端產(chǎn)生較大的豎向位移,施工時(shí)要采取必要的預(yù)防、處理措施。

本文敘述某t型剛構(gòu)特大橋在施工過程中剛構(gòu)腹板產(chǎn)生斜裂縫,通過分析和計(jì)算,找出斜裂縫產(chǎn)生的原因,并提出相關(guān)建議。

該文以杭州江東大橋?yàn)閷?shí)例,建立有限元分析模型,對多段復(fù)合豎曲線連續(xù)鋼箱梁頂推施工過程進(jìn)行動態(tài)分析,在掌握臨時(shí)墩反力和鋼箱梁內(nèi)力變化規(guī)律的基礎(chǔ)上,優(yōu)化臨時(shí)墩初始標(biāo)高設(shè)置和臨時(shí)支座標(biāo)高調(diào)整方案,為設(shè)置多段復(fù)合豎曲線鋼箱梁的頂推施工提供理論指導(dǎo)。

大跨度柔性鋼梁頂推施工技術(shù)

在橋梁頂推施工過程中,導(dǎo)梁是十分重要的輔助結(jié)構(gòu)。導(dǎo)梁的結(jié)構(gòu)形式對于主梁頂推施工過程中的受力有很大的影響,這一點(diǎn)對于大跨柔性鋼梁的頂推顯得尤為突出。根據(jù)主梁和導(dǎo)梁在頂推施工過程中的整體和局部受力分析結(jié)果,恰當(dāng)選擇導(dǎo)梁的結(jié)構(gòu)形式能夠減少主梁在施工過程中的內(nèi)力,保障施工的安全和質(zhì)量,并且降低施工成本。

在橋梁頂推施工過程中,導(dǎo)梁是十分重要的輔助結(jié)構(gòu)。導(dǎo)梁的結(jié)構(gòu)形式對于主梁頂推施工過程中的受力有很大的影響,這一點(diǎn)對于大跨柔性鋼梁的頂推顯得尤為突出。根據(jù)主梁和導(dǎo)梁在頂推施工過程中的整體和局部受力分析結(jié)果,恰當(dāng)選擇導(dǎo)梁的結(jié)構(gòu)形式能夠減少主梁在施工過程中的內(nèi)力,保障施工的安全和質(zhì)量,并且降低施工成本。

隨著橋梁設(shè)計(jì)水平的不斷提高，橋粱結(jié)構(gòu)形式變化多端，對施工水平的要求越來越高。文章結(jié)合甬臺溫鐵路雁蕩山特大橋2-90m疊合拱橋鋼箱粱頂推架設(shè)過程中采用可調(diào)液壓支點(diǎn)，解決施工工況局部應(yīng)力集中及支點(diǎn)反力不均衡對橋梁結(jié)構(gòu)的影響，可供類似工程借鑒。

針對銀川濱河黃河大橋工程西岸水中引橋槽形鋼梁在頂推施工過程中的結(jié)構(gòu)安全性,建立簡化的鋼梁模型,并引入加勁肋布置、加勁肋構(gòu)造及腹板厚度等參數(shù)。通過模型,分析了鋼梁在上述不同參數(shù)條件下的線性及非線性屈曲穩(wěn)定系數(shù),從而提出了保證結(jié)構(gòu)安全的施工加固方案。

h型鋼腹板強(qiáng)度與穩(wěn)定性之間的矛盾是長期困擾工程界的一個(gè)難題,文中所研究的全波紋腹板h型鋼在一定程度上緩解了這個(gè)矛盾。文中根據(jù)能量原理分析計(jì)算了承受均布下的全波紋腹板h型鋼梁的腹板屈曲強(qiáng)度,給出了波紋腹板彈性失穩(wěn)的臨界公式,用實(shí)例說明了全波紋腹板h型鋼的優(yōu)越性,為這種h型鋼在工程中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

波形鋼腹板pc組合梁在成橋狀態(tài)下的受力與頂推施工中的受力有較大的不同,為了明確箱梁頂推施工過程中受力性能,以國內(nèi)第一座采用整體式頂推施工的大跨度波形鋼腹板pc組合梁為例,采用板殼實(shí)體模型詳細(xì)計(jì)算了組合梁在頂推過程中各個(gè)部分構(gòu)件的受力特性。揭示了箱梁不同位置處截面上頂?shù)装寤炷恋膽?yīng)力變化規(guī)律、支墩反力變化情況和梁體的變形等,可供分析計(jì)算同類橋梁結(jié)構(gòu)受力參考。

波形鋼腹板pc組合梁采用頂推施工時(shí),其箱梁底板要連續(xù)不斷在支墩上滑動,箱梁局部在頂推過程中的受力與成橋狀態(tài)有較大不同.為了明確組合箱梁波形鋼腹板在頂推施工中的局部受力性能,以國內(nèi)一座采用整體式頂推施工的大跨度波形鋼腹板pc組合梁為例,采用板殼實(shí)體模型詳細(xì)模擬了混凝土頂?shù)装迮c波形鋼腹板的真實(shí)結(jié)構(gòu),計(jì)算在頂推過程中組合箱梁的局部受力性能.比較了不同構(gòu)造形式下的結(jié)構(gòu)受力性能,為設(shè)計(jì)計(jì)算同類橋梁的局部結(jié)構(gòu)提供了參考.

施加了預(yù)應(yīng)力的波形鋼腹板pc組合梁在橋梁頂推施工過程中,預(yù)應(yīng)力鋼束的實(shí)際應(yīng)力在不斷發(fā)生變化,為了詳細(xì)了解預(yù)應(yīng)力在箱梁頂推過程中的變化情況,以國內(nèi)第一座采用整體式頂推施工的大跨度波形鋼腹板pc組合梁為例,采用板殼實(shí)體模型詳細(xì)模擬了波形腹板組合箱梁的結(jié)構(gòu)和具體的體內(nèi)、體外預(yù)應(yīng)力,計(jì)算了頂推施工過程中每根預(yù)應(yīng)力鋼束的具體應(yīng)力變化情況及對混凝土頂?shù)装鍛?yīng)力變化情況.

采用有限元軟件ansys建立了對單肢冷彎c型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)的有限元模型,探討了槽鋼翼緣寬度、螺栓直徑和材料屈服強(qiáng)度對節(jié)點(diǎn)屈曲荷載和螺栓孔變形的影響。研究表明:槽鋼翼緣寬度、節(jié)點(diǎn)處螺栓的直徑對梁柱連接節(jié)點(diǎn)屈曲荷載的影響不大,而材料的屈服強(qiáng)度對連接節(jié)點(diǎn)屈曲荷載的影響比較大。同時(shí),試件發(fā)生畸變屈曲時(shí)螺栓孔變形比較小,一般都小于2.5mm。

以李家河中橋?yàn)楣こ瘫尘?采用midas有限元軟件建模,通過變化波形鋼腹板的幾何參數(shù),對該橋進(jìn)行了動力特性分析,得到了波形鋼腹板幾何參數(shù)對自振特性的影響規(guī)律,提出最佳幾何參數(shù)取值區(qū)間,并由此對李家河中橋的抗震性能進(jìn)行評定。

某預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋,主梁為單箱雙室箱梁,采用掛籃懸臂澆筑施工,施工過程中,箱梁腹板的下部出現(xiàn)斜裂縫。從設(shè)計(jì)、材料、環(huán)境溫度、施工方法幾方面對裂縫成因進(jìn)行分析。進(jìn)一步采用ansys有限元軟件對該橋箱梁腹板進(jìn)行局部受力分析,得知不張拉豎向預(yù)應(yīng)力筋而繼續(xù)懸臂掛籃施工,是造成腹板下部出現(xiàn)斜裂縫的主要原因。建議:盡快張拉前面節(jié)段豎向預(yù)應(yīng)力筋,以后須先張拉前一節(jié)段的豎向預(yù)應(yīng)力筋,才能移籃進(jìn)行下一節(jié)段的施工。對現(xiàn)有裂縫,觀察確定其不再發(fā)展,即進(jìn)行封閉處理。

建立雙腹板頂?shù)捉卿摿褐B接節(jié)點(diǎn)的精細(xì)有限元模型,對模型進(jìn)行了非線性有限元數(shù)值計(jì)算,分析了在單調(diào)荷載作用下雙腹板頂?shù)捉卿摿褐B接節(jié)點(diǎn)的承載力、極限變形狀態(tài)、破壞機(jī)理和變形狀態(tài).深入探討了雙腹板頂?shù)捉卿摿褐B接高強(qiáng)螺栓的預(yù)緊力,角鋼與梁、柱之間的接觸壓力等節(jié)點(diǎn)組件之間的力學(xué)特性,獲得試驗(yàn)難于測得的力學(xué)特性,為雙腹板頂?shù)捉卿摿褐B接在工程中的應(yīng)用提供理論依據(jù).