斜拉桥塔梁同步施工过程中主塔线形控制影响因素分析_杨天伟.pdf
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1、公路 年月第期 收稿日期:文章编号:()中图分类号:文献标识码:斜拉桥塔梁同步施工过程中主塔线形控制影响因素分析杨天伟,肖广生(中交一公局厦门工程有限公司厦门市 )摘要:为分析塔梁同步施工时主梁、主塔线形及内力状况,探究拉索张拉次数、张拉力及主塔温度变化对索塔线形的影响,以某大桥为工程依托,采用 有限元软件对其塔梁同步施工全过程进行仿真模拟。研究结果表明:采用塔梁同步施工方法能够保证桥梁成桥状态下主梁、主塔线形及主塔受力在安全范围内;塔梁同步施工期间,拉索张拉次数对索塔线形影响较小;对比分析索塔在不同温度工况下的位移变化,发现温度效应对主塔偏位影响很大,在实际工程中应予以考虑。关键词:斜拉桥;
2、塔梁同步施工;索塔偏位;温度梯度;可行性研究工程概况清水江大桥位于贵州剑河县,主桥跨越清水江,大桥主桥为塔、梁、墩固结的双塔中央双索面预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为(),主桥全长 ,见图。单位:图清水江大桥桥型布置主桥采用大悬臂单箱五室 主梁,混凝土为 ,箱梁中心高度 ,横隔梁间距,在有索区与拉索对应布置。主桥索塔下塔柱采用双薄壁空心断面,上塔柱采用矩形空心断面。号、号索塔总高度分别为 、,索塔上塔柱共划分为 个施工节段。索塔两侧各布置 对拉索,中跨及边跨拉索梁上标准间距为,边跨尾索区拉索标准间距为。拉索在主梁和索塔上均采用混凝土齿块锚固。该桥主梁号、号、边跨现浇段采用落地支架现浇施工,其余节
3、段采用挂篮悬臂浇筑施工;主塔采用爬模施工。该大桥为剑榕高速公路进度控制性工程,按照原有“先塔后梁”的施工流程无法满足工期进度要求,经各参建方商量后决定采用塔梁同步施工,即在施工主塔上塔柱号 号节段的同时完成主梁号主梁号节段的施工。按照初步工期计算,上塔柱施工节段的工期约为,主梁施工节段的工期约为,采用塔梁同步的施工方案可为该桥节省约 工期。塔梁同步施工研究 塔梁同步实施方案大桥主梁号节段前为对称施工节段,主梁号节段后边跨侧节段为压重节段,对塔偏影响较大,因此,选择在主梁号节段前完成塔梁同步施工。同时考虑到塔梁同步施工过程中上塔柱塔底应力储备较小的特点,确定实施的塔梁同步施工方案如下:主梁号节段
4、施工完成施工上塔柱号号节段施工上塔柱号节段主梁挂篮拼装完成施工主塔号、号节段,同步施工主梁号节段施工主塔 号、号节段,同步施工主梁号节段施工主塔 号、号节段,同步施工主梁号节段进入常规挂篮悬臂浇筑施工流程。先塔后梁施工与塔梁同步施工方案对比 对于塔梁同步施工,需要关注以下两个重点问题()采用先塔后梁施工或塔梁同步施工方案时,在不考虑收缩徐变的情况下,由于二者间的无应力状态量不变,其理论成桥状态应该一致,但由于实际主梁及主塔均为混凝土结构,其收缩徐变效应不可忽略,因此,需要对“先塔后梁”与“塔梁同步”这两个方案进行模拟正装分析计算,以对比二者在成桥阶段下主梁线形、塔偏位等参数的差异性。()采用塔
5、梁同步施工方案时,由于主梁施工时仅完成了部分上塔柱施工,上塔柱的压应力储备较采用“先塔后梁”施工方案低,因此,需要对施工过程中上塔柱的应力储备进行考量。对于上述关键问题,依靠 有限元结构分析软件建立有限元模型并分别模拟大桥先塔后梁和塔梁同步施工的过程,见图,通过对两种不同施工方法下的成桥状态对比来验证该桥塔梁同步施工的可行性,同时对塔梁同步施工阶段塔柱的受力情况进行重点关注。图大桥有限元计算模型 成桥线形()成桥 年后,即结构收缩徐变完成后,以高塔侧为例,“先塔后梁”与“塔梁同步”两种方案主梁线形及主塔偏位对比情况见图和图,由图和图可以看出,在成桥 年状态下,二者主梁线形最大差值为 ,塔偏最大
6、差值为 ,表明 这 两 种 施 工 方 法 的 差 异 性 对 成 桥 的 线 形 影响较小。图不同方案成桥 年主梁位移对比()按照塔梁同步施工方案对塔梁同步施工期间上塔柱薄弱处受力进行计算分析,见图。由图可以看出,在整个塔梁同步施工期间上塔柱江侧、岸侧应力值均为压应力,未出现不良受力变化趋势;在主梁号节段施工后,江侧、岸侧应力值开始出现不 公路 年第期 年第期杨天伟肖广生:斜拉桥塔梁同步施工过程中主塔线形控制影响因素分析图不同方案成桥 年塔偏位对比对等的趋势,但在塔梁同步施工完成后其最大差值仅为 ,表明采用塔梁同步施工方案时,上塔柱受力能满足规范及设计要求,同时塔梁同步施工时对上塔柱的不对称
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