变曲率竖曲线钢箱梁顶推过程受力分析

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小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法

小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法一、前言随着城市化进程的加速和交通运输需求的增加，大跨度、大断面、大载荷的钢箱梁桥越来越多的出现在我们生活中，如何有效地施工钢箱梁桥是一个亟待解决的问题。

小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法应运而生，其特点是施工速度快、施工能力强、质量可靠等，得到广泛应用。

二、工法特点小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法是一种先进的施工方法，其主要特点如下：1. 施工速度快。

采用快速施工设备和科学的施工方案，大大缩短了施工时间。

一般情况下施工速度每天可达到6~8米。

2. 施工能力强。

由于顶推设备的高效施工，施工人员只需进行少量的钢筋绑扎和混凝土浇筑工作，工程量小，人力成本低。

3. 质量可靠。

技术先进，操作简单、可重复性好，能够保证钢箱梁桥的结构强度和使用寿命。

4. 施工痕迹小。

因为顶推设备的特点，几乎不会留下施工痕迹，减少了对环境的影响。

三、适应范围小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法适用于以下情况：1. 钢箱梁长度超过100m，梁段数量较多，施工难度大。

2. 施工现场空间受限制，需要采用工法占地面积较小。

3. 钢箱梁高度不一致或曲率半径小的情况下，采用传统施工方式难以满足设计要求。

4. 钢箱梁山区、高山地区或具有特殊地形的情况下，采用小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法可以大大降低施工难度。

四、工艺原理1. 对施工工法与实际工程之间的联系小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法是在传统顶推施工方式的基础上进一步发展而成的。

传统顶推施工方式采用的是推拉板式推桥机，它只适用于直线桥，施工钢箱梁的曲率半径不能低于1000m，无法适应弯曲桥的施工需求。

因此，小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法就此诞生。

2. 采取的技术措施采用小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法需要先对施工现场进行充分的勘察，利用数字化三维建模软件进行分析和设计，根据实际情况制定出符合桥墩高程变化和曲率半径变化的顶推方案。

钢箱梁顶推参数影响及稳定性分析

钢箱梁顶推参数影响及稳定性分析XIE Fujun;ZHANG Jiasheng【摘要】为了研究钢箱主梁顶推施工过程的受力特点及其局部稳定性,结合某钢箱自锚式悬索桥,分析导梁的各个设计参数对顶推过程受力及变形的影响,分析表明导梁前端最大位移、导梁根部弯矩及钢箱梁最大拉、压应力均随顶推过程呈现周期性的变化,导梁的弹性模量及泊松比的变化对顶推过程受力及变形的影响较小,导梁的长度及其平均线重度对顶推过程受力及变形的影响较大.其次,以弹性薄板的小挠度理论为基础,分析钢箱梁顶推过程的局部稳定性,计算表明,钢箱梁未加劲前,局部稳定性不满足要求,加劲之后则满足要求.考虑板组间的约束因素、材料非线性、初始几何缺陷及残余应力等的影响,结构自重引起的应力对结构的屈曲临界应力影响很小,可以忽略不计;横隔板的设置对提高钢箱梁局部屈曲效果明显.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2019(016)006【总页数】9页(P1484-1492)【关键词】钢箱梁;顶推;施工过程;影响分析;局部稳定【作者】XIE Fujun;ZHANG Jiasheng【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】U445.462;U441+.5大跨径的自锚式悬索桥，一般情况下，考虑到场地的限制和成本控制等因素，主梁施工多采用顶推法。

李传习等[1]对中国、日本和英国钢结构局部稳定设计规范有关轴心受压板件局部稳定验算方法进行比较、分析，提出对轴向受压钢箱梁不同板件或者组合板件进行局部稳定验算时推荐采用的相应规范及其条文。

刘刚[2]对美国规范和中国规范中钢结构抗震局部稳定进行分析和比较。

郭青锋等[3]对猎德大桥顶推过程中钢箱梁局部稳定进行分析，并根据规范公式对加紧肋进行宽厚比验算。

张玉平等[4]运用有限元软件ANSYS，根据施工方案对嘉绍大桥钢箱梁施工过程中的2个最不利工况进行穗定性和强度验算分析。

李立峰等[5]以某大跨度自锚式悬索桥为例，进行2个不同结构布置的扁平钢箱梁局部稳定模型试验，得到了模型的变形、应力分布规律以及失稳荷载、破坏形式，提出考虑材料与几何双重非线性、初始几何缺陷和残余应力的极限承载力分析方法。

钢箱梁的顶推施工分析

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顶推施工方法介绍
预应力混凝土连续梁桥的顶推施工方法已逐渐
成熟，随着顶推能力的提高和顶推设备的发展，此方法开始应用于斜拉桥、拱桥、悬索桥的施工中。顶推法的施工原理为在桥梁一侧（或两侧）设置制作场地，将上部结构分段制作，最后依靠顶推装置将主梁沿桥梁纵轴方向顶进成桥。顶推法的优点主要表现在以下几个方面：单跨顶推力通常在 50—10 0 之间，远比梁体自重小，所以顶推设备轻型简便，不需大型吊运机具，适合特殊场地使用，如水深较小浮吊不能进入的河流或深谷等；对桥下地基和净空无要求，不影响通车或通航；对混凝土桥的顶推施工，可以节约模板，节省材料；场地固定集中，便于安全施工，易于组织管理；顶推方法也适用于弯桥和坡桥。顶推法按照施力方式可以分为单点顶推和多点顶推。单点顶推是将顶推装置集中设置在主梁预制
� � � � � 间。最后几孔的负弯矩较小，约为 - 000 。推过程中，最大正弯矩发生在第一孔跨中，数值为

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主梁最大正弯矩图
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主梁最大负弯矩图
从图如图第第 .
的放大图中可以看出，对应发生最大正弯如图
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矩的节点为 � � 。追踪节点在每一施工阶段的弯矩矩的节点为。追踪节点在每一施工阶段的弯矩所示，水平轴为施工阶段及各步骤，竖向轴为所示，水平轴为施工阶段及各步骤，竖向轴为节点的相应弯矩，其最大正弯矩发生在第 � 阶段的节点的相应弯矩，其最大负弯矩发生在第阶段的步骤。此时， � 已顶推完成 � 个梁段，第梁段与第步骤。此时，已顶推完成个梁段，第梁段与第梁段在拼装台上已拼接完 � 毕。主梁前端接近梁段在拼装台上已拼接完毕。主梁前端距离号墩。节点位于、号墩的跨中。节点位于号墩墩顶。

公路桥梁钢箱梁顶推的施工技术分析

公路桥梁钢箱梁顶推的施工技术分析摘要：目前，我国的城市化程度正在进一步的加深，城市的发展离不开交通，交通的建设就一定会涉及到公路以及桥梁的建设，因此，公路桥梁的建设基本上成为了一个城市进步的象征。

本文将会利用工程实例来对公路桥梁建设过程中的钢箱梁顶推技术在施工过程中的应用进行分析。

关键词：钢箱梁顶推工程实例施工过程由于生产力的发展以及改革开发的助推，我国人民的生活水平也在不断地提高，这也就加快了农村向城市的转变，促使了城市化进程的加快。

在城市化的过程中，交通道路的建设是它的一个关键所在，它也是城市与外界联系的一根纽带。

钢箱梁顶推施工的技术在公路与桥梁的建设中是最常用的施工技术之一。

一、关于工程的概况河南的某条高速公路的部分地段的施工设计，需要用桥梁与公路相跨越的方式来完成，经过现场考察以及一系列的研究后，此地段采用的是单室单箱一联四跨的设计方案。

在此地段中的A桥跨径的布置是(20+32+34+25)米，线路和钢箱梁的交角为1350，钢梁的底板宽5．5米，顶板宽10．5米，底板水平，箱梁的中心线处的梁高1．8米，顶板有百分之6的横坡。

钢箱梁所处的地段的平曲线半径为240米，竖曲线的半径为1850米，左侧的纵坡为百分之3．078，右侧的纵坡为百分之4，竖曲线的顶点处于本联箱梁的中间位置。

桥梁中每个孔跨分别设置为2毫米、9毫米、11毫米及6毫米的拱度，拱度线的形状为圆曲线。

钢箱梁的线路中线和中心线相隔1．75米。

所有的钢箱梁在加工时被分为11段，其中首段为1 O．472米，尾段为1 0．265米，其余的9段均为9．22米。

二、关于顶推的方案此条高速公路的施工设计为双向八车道，为了保证它在竣工通车后能够保持交通的通畅，通过对现场具体的施工条件的了解，在高速公路的北侧桥的位置处搭一个设临时的桥墩，采用分段拼装钢箱梁的方法由北向南进行顶推。

处于钢箱梁的最前面的一段被用作嵌补梁段，等到把其它的钢箱梁顶推到设计的位置并落梁之后，再利用汽车的吊安装置对梁段上的缝隙进行嵌补。

武汉二七长江大桥钢槽梁顶推中局部应力监测与分析

武汉二七长江大桥钢槽梁顶推中局部应力监测与分析赵利平;尹超裕;肖剑;张建球【摘要】As a background project, the 6 X 90 m steel racks beams of the navigation spans of the Wuhan Erqi Yangtze river bridge,which were constructed with incremental launching, were simulated with the hybrid modeling for the steel racks beam on support place. The stress of the measuring points on the critical sections was measured and analyzed. The results show that during the process of incremental launching, the actual stresses of measuring points are in good agreement with the simulated results,and validity of the selection calculation model was proved. The measured maximum stresses of the steel racks beam on support place didn't exceed the allowable stress of steel, the stress of the steel racks beam structure is uniform in lateral direction. The design of construction technology is reasonable and safe.%利用混合单元法,对支撑处的钢槽梁进行局部有限元仿真计算,并以武汉二七长江大桥非通航孔6×90 m钢槽梁顶推工程为背景,对钢槽梁关键截面测点应力跟踪测试和处理分析.分析结果表明:顶推过程中,测点实际受力情况与有限元模拟结果吻合比较好,表明选取计算模型是可行的；支撑处钢槽梁实测最大应力未超出钢材允许应力,钢槽梁结构横桥向受力较均匀,说明施工工艺设计是合理且安全的.【期刊名称】《交通科学与工程》【年(卷),期】2012(028)001【总页数】6页(P40-45)【关键词】顶推;钢槽粱;混合建模;局部应力;应力监测【作者】赵利平;尹超裕;肖剑;张建球【作者单位】长沙理工大学水利工程学院,湖南长沙410004;长沙理工大学水利工程学院,湖南长沙410004;长沙理工大学水利工程学院,湖南长沙410004;长沙理工大学水利工程学院,湖南长沙410004【正文语种】中文【中图分类】O319.56目前，连续钢桥中，顶推施工技术的应用日趋成熟［1－3］，但对于大跨度连续组合梁，顶推施工技术还应用得较少.早在20世纪30年代国外学者就开始对组合梁进行了研究［4］，20世纪60年代瑞士修建了大量跨度为25～90m的钢—混凝土组合梁桥；2008年中国修建了第一座采用“整体顶推施工”的组合梁桥［5］——九堡大桥.位于武汉二七长江大桥汉口侧非通航孔深水区的6×90m组合梁采用的是连续多点顶推施工法.由于钢槽梁截面构造比较复杂，了解顶推施工过程中其结构内力状态变化情况和对顶推过程中钢槽梁进行全程应力监测是尤为重要的，特别是对钢槽梁关键截面（最不利截面）进行应力监测.应力监测不仅是施工过程的安全预报系统，还是对钢槽梁的实际受力情况进行评判和确保施工安全顺利进行的必要依据.考虑到顶推施工过程中，保证支撑处钢槽梁的局部受力安全是确保顶推施工安全的关键问题之一，因而研究钢槽梁在顶推施工过程的局部受力情况是非常必要的.作者拟以武汉二七长江大桥非通航孔6×90m钢槽梁为研究背景，对其局部位置进行应力仿真分析和现场监测，并对理论值和实测值进行对比分析.1 工程概况考虑到通航与防洪的要求，武汉二七长江大桥汉口侧非通航孔深水区布置为6×90m钢－混凝土组合连续梁，其总体布置如图1所示.对应墩号从岸侧向江中依次为～墩及主桥1＃，2＃墩.钢－混凝土组合梁由上部混凝土面板和下部钢槽梁通过剪力钉结合而成.钢槽梁标准横断面如图2所示，梁高3.55m，上部宽8.9m，底部宽6.3m.钢槽梁梁段有6～12m不等，最大梁段重约76.18t，全桥29种共计126个梁段.桥面设计纵坡1.434%.为确保桥梁的成桥设计线形，钢槽梁无应力线形设计为6段变曲率竖曲线（如图3所示）.经过多方的论证比选，非通航孔区钢槽梁采用顶推法施工.钢槽梁分段焊接，逐段顶推，逐段接长，由江心向汉口岸侧交替进行顶推，钢槽梁拼接平台搭设在主桥1＃墩和2＃墩之间，全长90 m.为缩短顶推跨径，增加跨中起顶支点，顶推施工前在主桥1＃墩与N＃6墩之间布置6个临时墩，临时墩与主墩间距45m.图1 6×90m钢槽梁总体布置Fig.1 The overall arrangement of 6×90meters steel racks beam图2 钢槽梁标准横断面（单位：mm）Fig.2 The standard cross section of steel racks beam（unit：mm）图3 钢槽梁无应力线形图及梁段类型（1／2桥段）Fig.3 The figure of the stress－free linear model of steel racks beam and types of beams（1／2bridge）2 有限元模拟2.1 概述在整个顶推过程中，最大悬臂状态与过墩（如图4所示）时，C2梁段底部位于墩上的次数最多，且C2梁段参与顶推时间最长，前进路程也较远.其前进的路程从拼装平台到L6临时墩，C2梁段上截面C－C（即C2梁段中间截面）经历了最多的受力变化过程.考虑到C－C截面非常具有代表性，因而对C2梁段进行局部分析［6］是十分必要的.在局部受力分析时，采用混合单元法进行局部计算.根据顶推施工工艺流程，将最大悬臂工况和过墩工况分为24个计算工况进行局部仿真分析（见表1，2）.图4 钢槽梁最大悬臂工况和过墩工况Fig.4 The longest cantilever condition and the transition pier condition of steel racks beam表1 最大悬臂工况汇总Table 1 The summary of the longest cantilever conditions注：钢槽梁总长包括钢导梁4.5m，钢导梁顶推完后拆除.最大悬臂工况钢槽梁总长／m钢槽梁及导梁顶推施工距离／m C2梁段位于的位置钢槽梁悬臂长／m 1 103.5 45 981－yu 墩 40.52 103.5 90 LSD1 墩 40.53 169.5 135 N1 墩40.54 238.5 180 LSD2 墩 40.55 238.5 225 N2 墩 40.56 298.5 270 LSD3 墩40.57 355.5 315 N3 墩 40.58 418.5 360 LSD4 墩 40.59 418.5 405 N4 墩40.510 478.5 450 LSD5 墩 40.511 544.5 495 N5 墩 40.512 544.5 540 LSD6 墩40.5表2 过墩工况汇总Table 2 The summary of the transition conditions注：钢槽梁总长包括钢导梁4.5m，钢导梁顶推完后拆除.过墩工况钢槽梁总长／m钢槽梁及导梁顶推施工距离／m C2梁段位于的位置1 103.5 45 1＃墩2 103.5 90 LSD1墩3 169.5 135 N1墩4 238.5 180 LSD2墩5 238.5 225 N2墩6 298.5 270 LSD3墩7 355.5 315 N3墩8 418.5 360 LSD4墩9 418.5 405 N4墩10 478.5 450 LSD5墩11 544.5 495 N5墩12 544.5 540 LSD6墩2.2 混合单元法的基本原理混合单元法是最近几年来基于大型有限元软件ANSYS发展起来的局部受力分析方法.其基本原理为：在结构整体分析的基础上，对关键局部位置的结构进行细部分析，确定该局部位置的应力分布规律.在桥梁工程中，利用梁、索和杆等单元模拟桥梁主体部分［7］，用壳和实体等单元模拟关键局部位置，根据局部部分与整体部分之间的变形协调条件形成它们之间的连接.这样不仅可将外加荷载加在主体部分，同时也避免了只建立局部模型而造成的边界条件和荷载条件等方面的误差，提高了计算精度.2.3 计算模型的建立本局部模型计算参数取值见表3.表3 材料参数Table 3 Material parameters名称结构弹性模量／（kN·m－2）泊松比线胀系数容重／（kN·m－3）Q370qD 钢槽梁2.06×108 0.31.20×10－5 78.5 Q345 导梁2.06×108 0.31.20×10－5 78.5 Q235 横梁2.06×1080.31.20×10－5 78.5采用“一次落架法”的思路，建立有限元混合模型，从工况1～12，通过改变各墩位置和施加强迫位移，模拟工况的改变和无应力钢槽梁的线形.在本研究中，按照现场施工条件及经验，局部计算模型（如图5所示）取3倍梁高.C2梁段中底板、腹板、顶板和肋板等采用shell63壳单元模拟；除C2梁段外，其他钢槽梁梁段采用beam44单元模拟（采用实常数模拟）.用混合单元模型时，主体部分与局部部分是通过边界位置节点连接在一起的，在边界位置主体部分只有一个节点，而局部部分有很多个节点.为了减少主体与局部连接边界对局部部分的应力影响，同时使混合模型的变形与真实结构接近，本研究对局部与主体的连接采用ANSYS中刚域方法，即C2梁段的壳单元与其余梁段的梁单元采用刚域连接，各墩与拼接平台对钢槽梁的支撑约束采用combin39非线性弹簧单元（设置只受压不受拉）模拟（如图6所示）.图5 C2梁段有限元模型Fig.5 The finite element model of C2beam图6 刚域连接及C2梁段局部支撑边界示意Fig.6 The connection for rigid area and the local support position of C2beam3 测点布置与测试方法3.1 测点布置根据武汉二七长江大桥正桥工程非通航孔6×90m钢槽梁顶推施工的受力特性和对其顶推施工仿真分析结果，选择了13个应力测试截面，并相应布置60个应变计测点，其中最不利界面即C2梁段中间截面C－C布置了5个测点（如图7所示）. 图7 C2梁段C－C截面测点布置及1＃与4＃测点安装示意Fig.7 The arrangement and 1，4points installation of C－C section in C2beam3.2 测试方法温度对钢结构有较大的影响，故本项目应力测试元件采用考虑温度补偿振弦式应变计作为主要测试元件，且具有可靠的标定数据.振弦式应变计的原理为：钢弦在受力时拉伸或压缩，由此引起其自振频率的变化；在观测时给钢弦施加一电流激振，观测其振动频率，以此反算其受力情况.测试工作不仅包括顶推过程中总体受力应变，还必须进行局部受力及钢槽梁后续施工阶段应变的测试，如：各墩墩顶出现最大反力和最大转角（同时反力较大）工况时对应墩顶位置附近钢槽梁各板件的应力监测工作，钢槽梁各板件的应力要小于设计的容许应力.4 理论值与实测值对比分析图8，9分别为钢槽梁C2梁段在各个计算工况下应力实测值与理论分析值的对比. 图8 C－C截面顶板1＃，5＃测点应力对比Fig.8 The stress contrast from point 1to point 5in C－C section roof图9 C－C截面底板2＃，3＃和4＃测点应力对比Fig.9 The stress contrast from point 2to point 4in C－C section floor从图8，9中可以看出：1）最大悬臂工况下，C－C截面的顶板表现为拉应力，其最大值达到108.6MPa，但在钢材受拉容许应力内；底板表现为压应力，其最大值为－43.2MPa.过墩时工况下，C－C截面的顶板表现为压应力，其最大值达到－107.3MPa；底板表现为拉应力，其最大值为41.5MPa.在过墩工况下，过L1和N1墩时的顶板及底板应力比过其他墩时的应力大，是因为在实际顶推施工过程中，为了防止部分支撑滑道与钢槽梁底板发生脱空现象及更好地在拼装台拼接曲线形钢槽梁，增加了L1和N2墩的标高.2）各个工况下，顶板及底板实测应力变化规律与理论计算值一致，且实测值与理论值较吻合，测试结果能较准确地反应出各个工况下钢槽梁的工作状态.实测值与理论值之间尚存在着一定偏差的主要原因是：仿真模拟计算，没有考虑外界温度的影响；而实际施工过程是在夏天进行的，昼夜温差较大，故温差产生的应力不容忽略.钢槽梁上部机械自重等复杂因素也是造成实测值与理论值偏差的原因.但总的来说，钢槽梁受力状况良好，结构安全可靠.3）各个工况下，顶板和底板各测点应力比较一致，即钢槽梁结构横向受力均匀，说明施工工艺设计室合理且安全.4）各个工况下，应力实测值最大拉应力为108.6MPa，未超过钢材Q345的屈服强度.可见，钢槽梁在顶推过程中整体应力在允许值内，符合钢槽梁的抗拉要求. 5）应力实测值与理论计算值偏差较小，验证了计算模型和采用参数的正确性和合理性.5 结论通过对武汉二七长江大桥非通航孔6×90m钢槽梁顶推过程局部的应力进行监测和分析，可以得到结论：1）采用混合单元法的有限元模型模拟顶推过程能真实反映结构在最大悬臂工况下支撑处结构应力在合理的范围内.2）实测值与理论值表明：墩顶标高的改变，会很大程度上改变钢槽梁在过墩时内力.因此，在施工过程中，要特别注意墩顶标高改变时钢槽梁的应力变化.3）应力实测值与理论值吻合较好，验证了计算模型和参数选择的正确性和合理性，为以后同类型桥梁施工监控提供有价值的依据.参考文献（References）：【相关文献】［1］董启军.连续钢箱梁顶推施工［J］.施工技术，2005，34（5）：20－22.（DONG Qi－jun.Jacking construction of a continuous steel box beam［J］.Construction Technology，2005，34（5）：20－22.（in Chinese））［2］陈永宏.平胜大桥自锚式悬索钢箱梁顶推施工［J］.桥梁建设，2006（增刊）：33－35.（CHEN Yong－hong.Incremental launching construction of steel box girder of self－anchored suspension bridge of Pinsheng bridge［J］.Bridge Construction，2006（supplement）：33－35.（in Chinese））［3］张贵民，陈湘林.顶推法施工斜拉桥［J］.桥梁建设，1998（3）：68－71.（ZHANG Gui－ming，CHEN Xianglin.Construction with incremental launching method for cable－stayed bridge［J］.Bridge Construction，1998（3）：68－71.（in Chinese））［4］郭青伟，邓战胜，白坡.组合结构桥梁设计施工关键技术及在我国工程应用前景［J］.粮食流通技术，2009（1）：12－14.（GUO Qing－wei，DENG Zhansheng，BAI Po.The key technologies in the design and construction and the application prospects for the combined bridge structure in our country［J］.Grain Distribution Technology，2009（1）：12－14.（in Chinese））［5］檀兴华，余运良，杨卫平，等.九堡大桥钢槽梁顶推施工方法研究［J］.公路，2010（6）：92－97.（TAN Xinhua，YU Yun－liang，YANG Wei－ping，et al.The research of methodsin the incremental launching of Jiubao Bridge with steel racks beam［J］.Highway，2010（6）：92－97.（in Chinese））［6］周叶飞，董创文，张玉平，等.江东大桥顶推钢箱梁局部受力分析［J］.中外公路，2010（2）：126－130.（ZHOU Ye－fei，DONG Chuang－wen，ZHANG Yuping，et al.The local stress analysis for incremental launching construction steel box girder of Jiangdong Bridge［J］.Journal of China ＆ Foreign Highway，2010（2）：126－130.（in Chinese））［7］田丰.大跨度预应力混凝土斜拉桥局部仿真分析研究［D］.成都：西南交通大学，2005.（TIAN Feng.The local simulation analysis of large span prestressed concrete cable stayed bridge［D］.Chengdu：Southwest Jiaotong University，2005.（in Chinese））。

某钢箱梁桥顶推过程中下部结构的受力分析

采用有限元软件ＭＩＤＡＳ对钢箱梁顶推过程中各临时支墩的受力进行分析计算ꎮ 临时支墩的立柱、盖梁、承台和桩基础都采用空间梁单元模拟ꎮ 采用质量－弹簧－阻尼模型模拟桩－土相互作用ꎬ具体作法为:假定土介质为线弹性的连续介质ꎬ土层的恢复力可用在空间梁单元的节点处加等代土弹簧单元模拟ꎮ
２０１８年第１０期叶巍:某钢箱梁桥顶推过程中下部结构的受力分析
—５—
时支墩水平方向的受力为钢箱梁底板与滑道的摩擦盖梁上却超过了拉应力允许值ꎬ因此需要对其进行
力ｆ＝ μＮꎬ摩擦系数参照其它文献取０. ０８ꎬ则水平荷进一步计算ꎮ ６个临时墩桩中只有１号和６号满足相
中图分类号: Ｕ４４５. ４６２文献标识码: Ｂ
赣江特大桥是一座９０ｍ＋９０ｍ连续钢箱梁、钢箱拱叠合拱桥ꎬ由于施工条件受到限制ꎬ只能采取顶推法进行施工ꎮ 由于顶推的方法的特殊性ꎬ应该对顶推过程中的下部结构进行受力分析ꎮ 采用三维有限元法ꎬ对该桥钢箱梁顶推过程中下部结构进行分析ꎬ研究下部结构的应力分布、位移情况ꎬ为类似桥梁的下部结构施工提供一定的参考ꎮ １概述
地基比例系数ｍ由于桩身穿过的土层不同而不同ꎬ由于未提供详细的地质资料ꎬ现场各土层的内
摩擦角参照广深港沙湾水道特大桥工程地质勘察报告中同类土质的数值ꎬ并结合相关资料来确定ꎬ内摩擦角 φ 的大小只对等代土弹簧的竖向刚度稍有影响ꎬ而对等代土弹簧的水平刚度没有影响ꎬ各土层所取的地基比例系数和内摩擦角见表１ꎮ
支反力时墩顶各滑道的竖向反力
最大支反力 ( ｔ)
滑道竖向反力( ｔ) 滑道１滑道２滑道３滑道４
７０６
１８６
１６７
１６７
１８６

试论桥梁钢箱梁顶推施工过程存在的困难及其对策

试论桥梁钢箱梁顶推施工过程存在的困难及其对策摘要：桥梁施工过程中，钢箱梁顶推技术的运用，可以提升桥梁的施工质量，常运用于市政高架、水深、山谷、高桥墩等处的桥梁。

本文简单论述了施工过程中出现的困难，重点阐述了解决对策，主要有：施工前的准备和顶推施工技术的运用，希望为有关人士提供参考，并在将来桥梁钢箱梁施工过程提供理论支撑。

关键词：桥梁钢箱梁；顶推施工过程；存在的困难；对策引言：近几年，随着城市建设的发展，我国道路交通发展迅速，其中桥梁钢梁箱的顶推技术起着重要的作用。

顶推技术的使用，可以提升桥梁结构的稳定性，并在施工过程中，因其噪音小、可操作性强等优势，在桥梁建设中得到广泛的运用，促进了桥梁施工技术的发展。

1.桥梁钢箱梁顶推施工存在的困难该施工过程有很多流程，如架设顶推平台和选用合适的顶推器等，因此，对施工人员技术和机械要求很高。

施工过程中，可能出现钢箱梁顶推施工不到位，丧失稳定性，出现高处坠落和坍塌等情况。

另外，施工结束后，缺少专门的检查环节，容易出现质量下降等问题，为了保证其顺利完成，需要对此进行针对性的施工，减少出现问题的概率，提升施工质量，保证桥梁钢箱梁顶推施工顺利完成。

2.桥梁钢箱梁顶推施工对策为了解决上述问题，本文从施工前的准备和施工过程中技术的运用进行论述： 2.1施工前的准备该技术使用前，先对其实际情况进行考察，安装下滑道，将钢箱梁放置固定位置后，再安装上滑道。

完成该部分安装后，要进行检查，因为其决定整个工程质量，不能马虎。

检查焊接是否符合标准，如果合格，再进行下一步的施工。

钢箱梁顶推施工时计算悬臂受力情况，判断平衡受力状况，如果不符合规范要求，要使用压重手段。

施工开始前，对施工区域进行全面的检查，制定检查标准，有效的检查部件沉降度。

还要拉钢绞线，促进电源的通畅，保证通讯设备使用正常。

建立专门的监督部门，对实际工作进行实时检查，促进该工程顺利进行。

使用多点顶推的模式工作。

如一个导梁到达指定位置A后，还未到达位置B 时，这时就需要在A处和安装平台附近进行顶推，千斤顶的个数及大小根据受力计算求得，一般情况下使用四个~六个水平的千斤顶即可。

复杂竖曲线钢箱梁顶推施工的研究

复杂竖曲线钢箱梁顶推施工的研究摘要:近年来随着基础设施建设的蓬勃发展，各种跨线钢箱梁桥梁越来越多，为保障桥下交通的正常畅通，以及施工的安全，要求顶推安装施工的桥梁也越来越多。

但有些跨线桥为小型桥梁，平曲线与竖曲线较为复杂，顶推施工存在较大的难度，且由于目前没有系统的对钢箱梁桥梁顶推施工进行分析，因而没有现成的经验可以借鉴,需要施工过程中不断探索与思考。

关键词：复杂竖曲线钢箱梁顶推研究前言顶推安装施工，作为桥梁施工的一种方法，被广泛的应用桥梁安装上，顶推安装具有以下优点：1、顶推设备轻型简便，不需要大型吊运工具，且适合特殊场地施工，如水浅浮吊不能进入的河流，山谷。

2、对桥下地基和净空无要求，不影响通车或通航，不需要中断道路交通。

3、顶推材料多为钢管钢材，可重复利用。

4、工作条件好，劳动强度不高。

且跨数越多，经济性更好。

但是，顶推施工虽然源于钢桥安装（拖拉法），但实际多施工于混凝土桥安装，钢桥应用较少，对于钢桥顶推过程中的受力情况，以及设计箱梁平曲线、纵曲线以及的截面形式跟顶推施工结合也很少，即什么样的桥梁才适合顶推，设计方面没有明确的界定。

近两年，我们在武荆高速东西湖枢纽互通与新沟互通进行了7座桥梁的顶推安装，各种曲线的桥型都有，顶推施工遇到不少的困难，也积累了一些成功经验。

下面就结合武荆高速AK0+217.030新沟互通A匝道1号桥谈下带竖曲线桥梁的顶推施工。

一、工程简介武荆高速AK0+217.030新沟互通A匝道1号桥为武荆高速跨越107国道主干线的跨线桥，桥梁分左右幅，两幅结构形式一致：主梁为三跨连续钢箱梁，钢箱梁跨径为35+50+35，全桥长120米，架设于A 匝道5#~8#混凝土墩柱。

主梁横断面为单箱单室结构，“T”型截面，中部梁高1850mm、下宽6040mm，上部两侧各设1620mm宽挑臂，上部总宽9240mm。

钢箱梁每延米重4.5吨。

该桥平面位于R=300米圆曲线上，纵面位于R=1600米，T=54米的凸型竖曲线上,纵坡为3%变为-3.75%，变坡点位于107国道道路中心，即为桥梁的中心位置。

钢箱梁顶推施工中导梁结构受力分析

钢箱梁顶推施工中导梁结构受力分析范鹏1李志成2(1.盐城市公路养护应急处置中心江苏盐城 224000；2.河海大学江苏南京 210098)摘要：依托某带导梁钢箱梁顶推施工工程，通过Midas Civil软件建立钢箱梁全桥细化模型，研究了在顶推施工过程中导梁结构在不同计算工况下的受力变化。

考虑不同工况下对应的边界条件和施工荷载施加等因素，分析计算了施工全工况下导梁结构应力应变。

研究结果表明：在不同施工阶段下，结构受力均满足规范要求，导梁在斜交钢箱梁顶推施工过程中存在扭转变形的现象，对其结构受力不利应重点关注。

关键词：钢箱梁顶推施工导梁受力分析中图分类号：U445.462文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)22-0125-04Force Analysis of Guide Beam Structure in the Incremental Launching Construction of Steel Box GirdersFAN Peng1LI Zhicheng2(1. Yancheng Emergency Disposal Center for Highway Maintenance, Yancheng, Jiangsu Province, 224000 China;2.Hohai University, Nanjing, Jiangsu Province, 210098 China)Abstract: Relying on the incremental launching construction project of a steel box girder with the guide beam, this paper establishes a refined model of the whole steel box girder bridge by Midas Civil software, and studies the force changes of the guide beam structure under different calculation conditions during incremental launching construc‐tion. Considering the factors such as the corresponding boundary conditions and construction load application under different working conditions, this paper analyzes and calculates the stress and strain of the whole construction con‐dition and the structure. The results show that under different construction stages, the force of the structure meets the requirements of the code, and that the guide beam has torsional deformation during the incremental launching construction of the skew steel box girder, so the unfavorable force of the structure should be paid more attention to. Key Words: Steel box girder; Incremental launching construction; Guide beam; Force analysis近年来，我国交通建设发展迅速，其中公路基础设施建设也在不断深入推进。

曲线钢箱梁顶推施工临时设施力学特征分析

Value Engineering1工程简介在某高速公路互通匝道桥的设计中，钢箱梁的跨径布置为40m+65m+40m ，总长度为145m ，平面位于半径为280m 的圆曲线上，线路呈现圆弧形状。

该桥采用Q345qc 钢材，主要用于跨越在役长张高速。

桥梁的主体结构为全焊接单箱双室横断面的钢箱形连续梁，其跨越互通匝道花圃，保留足够的安全空间。

钢箱梁的主要参数包括梁高2.5m ，底板宽度7.83m ，桥面宽12.75m ，桥面设有6%的横坡。

腹板采用标准型设计，厚度为16mm ，顶板和底板的厚度分别为16mm 和16-20mm 。

悬臂部分的设计考虑了悬臂长为2.5m ，悬臂端部高度为350mm ，悬臂根部高度为650mm 的特殊要求。

主梁标准段的设计包括每隔3m 设置一道12mm 的横隔板，每两道横隔板之间1.5m 位置设一道12mm 的框架式隔板。

在边支点和中支点的位置设置20mm 加厚隔板，并设置24mm 支座支撑加劲肋。

横隔板的设置垂直于线路设计线，为桥梁结构提供了有效的支撑和分隔。

2顶推施工中的临时设施鉴于施工工期的紧迫性，结合所涉长张高速公路的车流量和行车安全的综合考虑，通过方案对比研究，我们决策采用整体顶推的安装方案来完成某高速公路互通匝道钢箱梁的安装。

在此方案中，计划在34#墩侧设置1个临时钢管支架，以充当钢箱梁拼装区的临时支撑。

在31#-34#墩之间设置5个临时钢管支架，作为整体顶推操作的临时支撑墩，在这些临时支架上将设置五组顶推装置，并通过通长滑梁的布置来支撑整个顶推操作的进行。

值得注意的是，钢箱梁的前端将配置导梁，而导梁的制作将呈凸台状。

这一设计方案在满足紧张工期要求的同时，充分考虑了行车安全及施工操作的可行性。

2.1临时墩支架的施工①临时墩支架地基处理：在对临时墩地基进行处理时，我们迫切关注防范顶推过程中可能出现的地基不均匀或沉降过大的风险，以避免支架、吊车等设备的潜在坍塌危险。

小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法

小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法一、前言小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法是一种针对特殊地质条件或弯曲要求较大的情况下的桥梁建设工法。

该工法通过采用灵活的顶推施工方式，结合变曲率和变高度的设计要求，能够有效应对复杂地形和设计曲线的要求。

二、工法特点1. 灵活适应性：该工法通过调整钢模板和剪力连接装置，能够适应不同半径、曲率和高度的桥梁要求。

2. 施工效率高：采用顶推施工方式，可以实现模板的连续推进，大大提高施工效率。

3. 工程质量高：通过精确控制顶推力和施工参数，能够保证施工过程中的质量和安全。

4. 施工环境友好：采用顶推施工方式，降低了对环境的破坏，减少了噪音和粉尘污染。

三、适应范围该工法适用于弯曲半径在100米至500米之间，曲率变化在10度至120度之间，并且桥梁跨度在30米至200米之间的工程。

四、工艺原理该工法通过实际工程案例分析，结合变曲率和变高度的设计要求，采用小半径、变曲率、变高度钢箱梁顶推施工工法的理论依据和实际应用进行详细解释和分析。

五、施工工艺1. 钢模板制作：根据设计要求制作适应变曲率和变高度的钢模板。

2. 地基处理：根据地质条件进行地基处理和基坑开挖。

3. 钢箱梁安装：将预制的钢箱梁安装在顶推机上，并将其与剪力连接装置进行连接。

4. 顶推施工：通过顶推机的作用力，将钢箱梁顶推至预定位置。

5. 后续工序：顶推完成后，进行接缝处理、浇筑补强带和涂装等后续工序。

六、劳动组织在施工过程中，需要合理组织施工人员和调度机械设备，确保施工进度和质量的同时，保障施工人员的安全。

七、机具设备1. 顶推机：用于钢箱梁的顶推施工。

2. 钢模板：用于支撑和固定钢箱梁。

3. 剪力连接装置：用于连接钢箱梁和顶推机。

八、质量控制通过对施工过程中的顶推力、模板间距、顶推速度等参数的控制，以及对接缝处理和涂装等后续工序的严密监控，确保施工过程中的质量达到设计要求。

竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法

竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法一、前言竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法是一种常用于高速公路、铁路桥梁建设中的工法。

该工法通过预应力成型，将预制好的混凝土箱梁沿斜坡推移，从而实现梁体的预应力张拉和拼装。

本文将详细介绍竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。

二、工法特点竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法具有以下特点：1. 施工速度快：采用预制好的箱梁，与传统浇筑工法相比，避免了现场浇筑的时间成本。

2. 施工工序简洁：利用顶推设备推移箱梁，减少了大型模板和模具的使用，简化了施工程序。

3. 施工质量稳定：通过预应力张拉和拼装，保证了箱梁的整体性和稳定性，提高了桥梁的承载能力和使用寿命。

4. 施工过程可控：通过预先调整预应力张拉设备，可实现对箱梁曲率的控制，确保施工过程中的精度和准确性。

三、适应范围竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法适用于曲线半径较小的桥梁建设，特别适合于山区、河道等地形复杂的情况。

同时，该工法还可以适用于不同的跨度和荷载条件，具有较高的适应性。

四、工艺原理竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法的原理在于将预制好的混凝土箱梁沿着预设曲线通过推头推离模板，同时在箱梁中设置预应力钢筋，通过张拉和锚固来实现梁体的预应力。

在实际施工中，需要结合工程实际情况，采取一系列的技术措施，如预留倒角、箱梁的接头设计等，以确保工法的适用性和稳定性，实现预期的施工效果。

五、施工工艺竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工艺主要包括以下几个阶段：1. 准备工作：包括场地清理、基础处理、模板安装等。

2. 箱梁预制：将预制的混凝土箱梁在箱梁拼装区组装好。

3. 箱梁顶推：采用推头设备将箱梁沿曲线推进。

同时，在箱梁中设置预应力钢筋，在推进过程中进行张拉和锚固。

4. 推进控制：通过控制推头的位置和推进速度，确保箱梁在推进过程中的平稳性和曲线的准确性。

竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法

竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法一、前言在现代土木工程建设中，施工工法的选择对工程成本、进度和质量产生重要影响。

竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法是一种非常优秀的工法，在工程实践中得到了广泛的应用。

本文将对竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法进行详细的介绍，以期为读者提供一些参考。

二、工法特点竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法是一种自上而下的施工工法，即先施工上层结构，再逐层向下推进。

该工法具有以下特点：1.高效快捷：该工法采用顶推作业方式，可以同时进行多个施工位置的工作，大大节省了工程时间，提高了施工效率。

2.质量可靠：该工法采用预应力混凝土材料，具有高强度和抗弯扭能力，能够承受大量荷载，使得梁的整体性能更加稳定可靠。

3.造型复杂：由于箱梁所需的竖曲线构造，所以该工法需要对复杂的构造进行特殊处理，包括灵活的顶推技术和精湛的预应力张拉技术，来保证梁的造型和质量。

三、适应范围该工法适用于大跨度的桥梁工程建设，如高速公路、铁路、地铁等交通工程项目。

因为随着现代交通系统的蓬勃发展和人们对交通出行的需求不断提升，大跨度的桥梁呈现出越来越重要的地位。

而竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法正是适应这种需求的，因为该工法可以在短时间内完成复杂的桥梁梁段建设，提高工程进度，减少对交通的影响。

四、工艺原理竖曲线预应力混凝土箱梁顶推施工工法进行顶推施工主要有两个方面的理论依据:1. 预应力张拉技术：在施工过程中，该工法需要项链应力预张拉技术，以确保施工质量。

通过在钢筋上施加一定的预张力，可以在使用阶段减轻梁体的荷载，保证梁体受力性能。

采用预应力混凝土材料，能够保证箱梁强度和刚度。

2. 高效顶推技术：在采用该工法进行施工时，需要采用高效顶推技术。

具体而言，就是将已经施工完成的结构部分先置于起点位置，将最前段的全部支撑部分整体移动到沉坑下方，再进行下部分新的一段施工。

依次顶推至工程结束，完成整个梁段的施工。

五、施工工艺1. 现场布置: 安置好现场办公室、仓库、休息室等设施。

钢箱梁斜交顶推施工整体受力分析研究

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2023年第20期·71·文章编号：2095-6835（2023）20-0071-03钢箱梁斜交顶推施工整体受力分析研究周帆1，王金龙2，周轶峰3（1.中铁二十四局集团有限公司，上海200000；2.南京上铁地方铁路开发有限公司，江苏南京210000；3.河海大学土木与交通学院，江苏南京210098）摘要：根据斜交钢箱梁顶推施工的实际工程状况，建立了全桥精细化的有限元模型，详细分析了在顶推施工过程中连续钢箱梁整体的受力情况，从应力及挠度变形的角度分析了斜交顶推施工过程中结构的安全性能，并对局部高应力原因展开探讨。

研究结果表明，斜交顶推过程中，桥梁结构整体受力满足规范要求，但在非对称支承状态下，结构应力应变明显呈现对称分布，设计施工过程中需要考虑结构的抗倾覆性能。

关键词：钢箱梁；斜交；顶推施工；受力分析中图分类号：U445.462文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2023.20.020随着中国交通工程的建设及发展，在一些重要交通节点处，出现了越来越多的跨线桥梁。

顶推施工技术的成熟应用，不但可以保证施工质量、提高工效，而且可以降低对既有通行道路运营的影响，甚至不影响通行高速公路的运营，对提高国民经济效益具有积极的意义[1]。

虽然中国对正桥顶推施工技术的研究已较为成熟，有些专家已经开发了用于正桥顶推计算的有限元软件，如长安大学用MATLAB 编制了预应力混凝土连续梁桥动态内力分析软件[2]，华南理工大学研发了顶推法施工过程仿真分析软件APTLM [3]，但是由于斜桥的力学特性与正桥有着一定的差异（如弯扭耦合、反力的不均匀分配等），使得正桥顶推法的这些成果不能直接应用于斜桥顶推（如顶推力分配、墩顶位移控制等）[4]。

文献[5]根据斜交箱梁力学行为特点，将围成闭口截面箱梁板件视为板梁，然后借助斜坐标来描述各板件子单元位移模式，由此提出了薄壁斜交箱梁空间计算的斜形板梁有限单元法；文献[6]将斜交箱梁沿纵向划分为若干斜梁段，依据箱梁结构进一步将斜梁段划分为若干板梁段子单元，在位移分析的基础上，通过正、斜交坐标转换关系，直接建立在斜交坐标系内描述单元空间位移的方法，用势能驻值原理建立其有限单元列式；文献[7]详细地介绍了钢结构在各种荷载下的稳定分析。

顶推法施工中钢箱梁局部屈曲分析技术

顶推法施工中钢箱梁局部屈曲分析摘要：以某钢箱梁顶推为工程依托，针对顶推过程中由于临时支架、钢箱梁本身线型误差、以及钢箱梁在吊装、焊接过程中的施工误差，导致箱梁与滑板之间的面接触变为点接触，甚至出现脱空的现象，致使支反力重分布，进而导致局部屈曲。

采用三维精细有限元板壳模型模拟钢箱梁顶推施工过程，建立精细局部模型对支点处局部屈曲状态进行仿真分析，并建议在通过滑道的底板上增加平行及垂直于腹板的加劲肋。

该建议被采纳实施后，取得了良好的施工效果，可供同类工程项目借鉴。

关键词：顶推；钢箱梁；局部屈曲分析；仿真分析顶推法施工方便施工单位进行管理，能够在比较恶劣的条件下施工，具有宽敞的施工平台并可避免高空作业，由于施工具有良好的整体性，在现代桥梁施工中被广泛采用[1 - 6]。

尤其在处理桥梁上跨铁路以及主要交通干道等问题有显著的优势[1]，是一项具有广泛应用前景的桥梁施工技术。

本文以某钢箱梁顶推为工程依托，介绍钢箱梁安装以及顶推就位过程，以及在此过程中出现的钢箱梁局部屈曲现象、三维精细有限元仿真分析屈曲模态、以及建议加固的方法，确保后续顶推施工安全有效进行。

1 工程简介某工程需要顶推的钢箱梁横跨主干道、该主干道的匝道，梁底离主干道高度9～18.3 m，离匝道5.7 m。

为不对主干道的交通造成影响，采用梁段顶推方式进行钢箱梁就位施工[2]。

顶推钢箱梁孔跨布置为(39+50+39) m，竖曲线为圆曲线，曲率半径3 497.854 m，采用等截面流线型的单箱5室截面，梁高2 m。

箱梁顶面全宽25 m，箱底宽度13.5 m，两侧悬臂长度5.75 m，顶板厚度14 mm，底板厚度14 mm，全桥采用Q345C钢板制作，其截面大样如图1所示。

全桥分为22个节段，质量共约1 420 t，最大梁段质量84 t，最大梁段尺寸25 m×6.295 m×2 m。

顶推过程中，当钢导梁即将上22号墩时为最不利工况，此时钢导梁加主梁最大悬臂长度为55 m，该阶段钢箱梁极有可能发生局部屈曲现象[7 - 8]，如图2所示。