沱江四橋步履頂推拼裝平臺(tái)的設(shè)計(jì)

1、沱江四橋步履頂推拼裝平臺(tái)的設(shè)計(jì)驗(yàn)算王贊芝 林本虎 喬孟海（廣西科技大學(xué)土木建筑工程學(xué)院 廣西柳州 545000）摘要 結(jié)合沱江四橋步履式頂推施工實(shí)例，對(duì)拼裝平臺(tái)進(jìn)行了布設(shè)，同時(shí)利用有限元軟件midas/civil對(duì)步履頂推施工中拼裝平臺(tái)進(jìn)行了建模分析，得出了拼裝平臺(tái)在荷載作用下的位移、應(yīng)力結(jié)果，并且對(duì)管樁的局部穩(wěn)定性進(jìn)行了驗(yàn)算，得出了相應(yīng)的結(jié)論，可為今后同類似橋梁的設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵字 步履式頂推 拼裝平臺(tái) 有限元軟件 局部穩(wěn)定性 The Design checking of the Assembling Platform for the Fourth Tuo-jiang River Brid

2、ge Track ThrustingWang Zanzhi Lin Benhu Qiao Menghai(Department of Civil Engineering and Architecture Guangxi university of Science and Technology,Liuzhou545006,China)Abstract Combining with the construction example of Tuo-jiang River bridge track thrusting,Layout was conducted on the assembling pla

3、tform,Meanwhile the modeling analysis in the process track thrusting construction of the assembling platform was carried out by using finite element software Midas/civil,obtain the assembling platform's displacement、stress results under the load,and check the local stability of pipe pile,gets co

4、rresponding conclusions,the design of the project may serve as a useful reference for bridges of the same type in the future. Key words track thrusting;assembling platform;finite element software;local stability1工程概況1.1主橋結(jié)構(gòu)沱江四橋主橋采用獨(dú)塔雙索面斜拉橋結(jié)構(gòu)形式，跨徑布置為55+200+58+50m；引橋?yàn)榈冉孛孢B續(xù)梁橋，其中南引橋橋跨布置為35+3×45m，北引

5、橋橋跨布置為4×45m，跨江橋部分橋梁總長(zhǎng)729m。主橋主梁采用鋼-混凝土混合梁，主跨為鋼箱梁，邊跨為混凝土梁，梁高3.5m。1.2鋼梁結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)主橋鋼箱梁位于0.5%的單向縱坡段。主橋鋼箱梁段長(zhǎng)247.75m，采用帶懸臂的流線型扁平鋼箱梁，分離式雙箱(全橋范圍內(nèi)兩箱頂板連通并設(shè)置橫隔板)的截面形式，主梁中心線處的主梁內(nèi)輪廓高為3.452m。主梁全寬為49.0m，鋼箱梁頂面設(shè)2%的雙向橫坡，底面水平。鋼箱梁沿橋縱向分成21個(gè)節(jié)段，考慮構(gòu)造因素，主梁劃分為A、B、C、D、E、F、G、H、I、J共10種類型。其中A、B類為鋼-混凝土結(jié)合段過(guò)渡段；C、D類為主跨標(biāo)準(zhǔn)梁段；E、F類主跨板厚

6、加厚梁段；G類為輔助墩支點(diǎn)梁段；H類為邊跨板厚加厚梁段，I類為邊跨標(biāo)準(zhǔn)梁段；J類為邊跨交接墩的支點(diǎn)梁段。不同板厚對(duì)接時(shí)厚度的變化都在箱外側(cè)進(jìn)行，保持箱內(nèi)側(cè)平順?？v隔板不同板厚對(duì)接時(shí)，保持邊箱側(cè)輪廓一致，板厚變化在中箱側(cè)進(jìn)行。A類梁段長(zhǎng)度為6m；BI類主梁節(jié)段長(zhǎng)度均為12m；J類梁長(zhǎng)度為8.95m。圖1.2-1鋼主梁節(jié)段劃分圖2拼裝平臺(tái)的布設(shè) 頂推平臺(tái)是鋼箱梁開(kāi)始頂推前的拼裝焊接平臺(tái)，包括鋼箱梁節(jié)段焊接、線形調(diào)整等均在頂推平臺(tái)上完成。鋼梁頂推將在A0至P2之間搭設(shè)平臺(tái)，A0至P2主墩間各墩間距為45m，跨徑較大，考慮鋼梁結(jié)構(gòu)受力，利用管樁進(jìn)行臨時(shí)墩布置，平臺(tái)管樁直徑為800×10mm，

7、順橋向9m間距，按36m一跨進(jìn)行步履設(shè)備布置，間距36m的臨時(shí)墩設(shè)置順橋向間距為3m的管樁支撐步履設(shè)備。 拼裝平臺(tái)橫向單側(cè)將布置3根管樁，主要承擔(dān)鋼梁拼裝時(shí)通行的滑道，管樁上設(shè)分配梁，通長(zhǎng)滑道鋪設(shè)在貝雷片下，管樁間聯(lián)系采用325×6mm的鋼管,平臺(tái)如圖所示2-1所示。圖2-1拼裝平臺(tái)布置形式3拼裝平臺(tái)的驗(yàn)算3.1 塔架各桿件截面對(duì)鋼箱梁拼裝平臺(tái)結(jié)構(gòu)采用有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，各桿件均采用實(shí)體單元進(jìn)行建模，其中：拼裝平臺(tái)管樁采用鋼管800×10mm，管樁間聯(lián)系采用325×6mm鋼管等。3.2 模型介紹 在有限元軟件中建立該鋼箱梁拼裝平臺(tái)的空間模型坐標(biāo)設(shè)定為：X坐標(biāo)方

8、向?yàn)榭v向，Y坐標(biāo)方向?yàn)闄M向，Z坐標(biāo)方向?yàn)楦叨确较?，其空間模型見(jiàn)圖3.2-1所示。 圖3.2-1 鋼箱梁拼裝平臺(tái)的有限元空間模型3.3 靜力荷載工況荷載的組合形式：（1）橫載：結(jié)構(gòu)的自重；（2）活載:箱梁的自重按照集度施加在此結(jié)構(gòu)上，水平荷載（摩擦力）=梁重。3.4 計(jì)算結(jié)果分析計(jì)算結(jié)果中正負(fù)符號(hào)規(guī)定：位移，正表示與坐標(biāo)軸方向一致，負(fù)則表示相反；應(yīng)力以拉應(yīng)力為正。（1） 位移計(jì)算結(jié)果分析此結(jié)構(gòu)在X、Y、Z三個(gè)方向上的最大位移分別為。綜上所述，很顯然此拼裝平臺(tái)在承受各項(xiàng)荷載時(shí)，其在X、Y、Z三個(gè)方向上的最大位移均很小，滿足其安全要求。具體結(jié)果見(jiàn)圖3.4-1所示。 圖3.4-1 鋼箱梁拼裝平臺(tái)的變形

9、圖（2） 應(yīng)力計(jì)算結(jié)果分析此結(jié)構(gòu)最大組合正負(fù)應(yīng)力分別為、，而最大剪切應(yīng)力為。3.5 局部穩(wěn)定性驗(yàn)算對(duì)于受壓的桿件來(lái)說(shuō)，當(dāng)其的長(zhǎng)細(xì)比較大時(shí)，此桿件顯柔性，易發(fā)生屈曲失穩(wěn)。故我們需要對(duì)受壓的桿件進(jìn)行穩(wěn)定性分析。鋼箱梁拼裝平臺(tái)的有限元模型中，受壓主要是管樁，所以我們只進(jìn)行管樁的穩(wěn)定性計(jì)算即可。管樁是采用800×10mm鋼管。（a）截面及構(gòu)件的幾何性質(zhì)計(jì)算截面面積 慣性矩 回轉(zhuǎn)半徑 長(zhǎng)細(xì)比 相對(duì)長(zhǎng)細(xì)比：因?yàn)椋恍栌?jì)算， (b)管樁穩(wěn)定計(jì)算 圖中，最大軸力為。 ，查表（類截面的軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)）得，得 很顯然，此構(gòu)件滿足穩(wěn)定性要求。 3.6 結(jié)論與建議 此鋼箱梁拼裝平臺(tái)在正常使用情況下滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。4結(jié)語(yǔ)