顶推施工中导梁结构的受力研究.pdf
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1、Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 19 期95文章编号:2095-6835(2023)19-0095-03顶推施工中导梁结构的受力研究杨昊晖1,宋 盛2,周轶峰3(1.南京上铁地方铁路开发有限公司,江苏 南京 210000;2.中铁二十四局集团有限公司,上海 200000;3.河海大学土木与交通学院,江苏 南京 210098)摘要:依托某采用顶推施工的桥梁工程,研究了在顶推施工过程中导梁结构在不同工况下的受力变化。通过 Abaqus建立钢箱梁全桥细化模型,考虑顶推施工中不同工况下的实际边界条件,分析计算了施工全工况下结构应力应变。研究
2、结果表明,在不同施工阶段,结构受力均满足规范要求,但是在斜交顶推施工非对称支承工况下,导梁结构局部区域产生较大的应力突变,不利于施工安全。关键词:斜交结构;顶推施工;导梁;受力分析中图分类号:U445.462文献标志码:ADOI:10.15913/ki.kjycx.2023.19.029随着中国桥梁建设如火如荼的发展,国内针对桥梁顶推施工技术已经有了相当多的研究,且具备了施工阶段全过程分析的理论体系,从桥梁施工层面来讲,顶推施工法已经是一个成熟且理论充足的工程技术。而导梁在桥梁顶推施工中扮演着十分重要的角色,不仅可以通过合理的导梁设置来减小主梁的最大悬臂长度,也可以通过导梁来纠正主梁顶推行进过
3、程中的偏位问题1。在顶推过程中导梁周期性地、动态地呈现悬臂、简支,其内力组合也随导梁受力状态的变化而发生变化。林统励等2为了解决三跨连续箱梁在顶推过程中桥梁整体的安全性,利用弹性力学基本原理建立首节导梁有限元模型,结合理论计算结果和现场实测数据对比分析,发现二者结果吻合;王天鹏等3认为在桥梁顶推施工过程中,导梁的结构形式对于主梁受力具有显著的影响,恰当选择导梁的结构形式能够减少主梁内力,降低施工成本;王卫锋等4利用结构力学位移法建立简化的结构计算分析模型,得到了一种导梁优化设计的理论方法;李文科5以有限元分析为基础,对贝雷片导梁进行了详细研究,从位移、内力、稳定性角度对导梁优化提出了建议;赵人
4、达等6认为导梁的刚度宜为主梁刚度的 1/91/5,导梁对主梁内力的影响远小于其长度对主梁内力的影响。钢箱梁顶推施工过程中,结构整体受力复杂,特别是在斜交支承状态下的顶推施工中,导梁的受力有何变化,还需要进一步研究。本文通过有限元模拟计算的方式,通过分析全施工工况下导梁的受力情况及挠度变形,探明斜交顶推施工过程中导梁最不利的受力工况,并为同类工程提供相应的设计和施工上的指导。1工程概况本文依托工程连续钢箱梁一联两跨共 65 m,梁段采用边墩正交、中间墩斜交的布孔方式,中墩与路线夹角为 100.579,工程采用顶推施工完成桥体就位,在箱梁前端设有 26 m 长的导梁。该顶推节段 65 m 梁部采用
5、预制拼装,顶推前施工外侧防撞护栏,连续顶推到位后,再铺设桥面铺装。最大总顶推质量约 1 404 t,该质量包含 65 m 长钢箱梁 1 314 t 和 26 m 长导梁 90 t。2有限元模型主梁结构为单箱四室钢箱梁,材料采用 Q345qD,全宽 28.9 m,两侧采用 2.6 m 长的悬臂板,底板宽度为 23.7 m,各腹板均铅垂布置,各腹板纵向均采用肋板加劲,钢箱梁顶底板均在支座位置处进行加厚处理。导梁结构采用 Q345 钢,导梁腹板采用工字形截面,腹板间通过横撑横向连接,导梁总长 26 m,导梁工字形截面腹板厚 14 mm,上下缘厚 20 mm,左右腹板间距11.2 m。本文基于 Aba
6、qus 有限元软件,建立了全桥壳单元模型。箱梁模型总质量 1 375.85 t,导梁模型总质量 85.23 t,与设计参数基本一致,导梁结构细节及全桥模型如图 1 所示。图 1模型示意图模型采用“梁不动,支承体系(临时墩或主桥墩导梁构造细节横隔板布置科技与创新Science and Technology&Innovation962023 年 第 19 期与钢箱梁之间的支承单元)随各个施工阶段变化而变化”的方法对顶推过程进行仿真模拟。3有限元计算3.1工况分析本文依托工程采用顶推施工方法,顶推动力采用夹轨式液压千斤顶,作用在钢箱梁尾端,通过往复式顶推方式推动梁体就位。由于在实际现场顶推施工过程中
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