双向纵坡的连续钢箱梁顶推线性控制研究

目录

双向纵坡的连续钢箱梁顶推线性控制研究 (2)

1.工程概况 (2)

2.施工重难点分析 (2)

3.施工预拱度的布设 (3)

3.1顶推变形 (3)

3.2体系转换变形 (6)

3.3 施工预拱度概述 (8)

4.厂内预拼装胎架布置 (10)

4.1预拼装胎架布置 (10)

4.2单元件胎架布置 (11)

5.现场临时墩高度调整 (12)

5.1临时墩高度调整概述 (12)

5.2临时墩高度调整过程 (12)

6.结论 (15)

双向纵坡的连续钢箱梁顶推线性控制研究

1.工程概况

郑州市107辅道快速化工程某连续钢箱梁工程，跨径布置为（40+60+40）m，因上跨连霍高速，采用步履式多点整体顶推为主，部分节段吊装施工。连霍高速桥宽40m左右，第一联设计双向1.9%与2.77%纵坡段，桥梁中心线处梁高为2.8m，顶板宽为32.5m，底板宽为24.577m。钢箱梁顶面设2%的双向横坡，底面水平。

钢箱梁整体结构

2.施工重难点分析i

1.施工阶段受力复杂，存在临时支架到顶推临时墩的体系转换，顶推不同工况受力影响各不相同，需分阶段对受力及变形进行分析。

2.由于钢箱梁的设计预拱度存在变坡点，在施工预拱度布设时，需将双向纵坡纳入建模计算范围内。

3.厂内加工预拼胎架限制条件多，需综合施工预拱度对胎架线性设置。

4.本场拼装场地地处北方，夏季昼夜温差较大，环缝焊接需在温度变化较小情况下进行，尽量减小温差对梁体几何状态的影响。。

5.因设计具有纵坡限制，在进行顶推施工时，存在仅梁体两端最低点与临时墩接触的不利工况，需采用临时垫高临时墩及顶推设备，使临时墩充分受力，方可保证顶推施工安全，此时需对临时墩垫高高度进行详细计算，对工装尺寸精细度要求严格。并在施工前制定详细的监控量测方案。

3.施工预拱度的布设

设计预拱度由设计单位提供，计算方式为全桥自重+1/2静活载并考虑双向反坡计算所得，在跨高速最高点处设置变坡点。

施工预拱度涉及方面较多，原多由施工单位凭经验设定，因本项目存在反向纵坡且最不利工况下悬臂部分较长，若仅凭经验设定施工预拱度，可能导致的情况为跨过既有线后因下挠较大无法顺利跨过高速公路北侧第一个临时墩，因此需在施工前对施工预拱度进行详细计算。钢箱梁场内制造时主要考虑反向纵坡、全桥累计变形及体系转换。

3.1顶推变形

全桥累计变形采取桥梁设计有限元软件Midas/civil建模分析，对全桥分为五个工况进行分析。将钢箱梁视为梁单元，分别计算各工况下的最大下挠并累计为全桥变形，作为钢箱梁施工预拱度计算依据的一部分。

1. 114.1米钢箱梁及42m导梁在拼装支架上完成对接后，整体落至步履式千斤顶上，准备顶推阶段。荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重+其他结构自重。

2.将拼装好的钢箱梁整体向前顶推60m，至导梁到达1#临时墩之前（导梁

最大前悬臂为60m）。荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重。

3.导梁到达1#临时墩。荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重。

4.导梁继续前进25m(箱梁最大后悬臂为27.5m)。荷载组合为：钢箱梁自重

+导梁自重。

5.顶推就位，导梁拆除完毕。荷载组合为：钢箱梁自重+导梁自重。

本次计算采用Midas2015对五种极端工况下的变形进行计算。

工况一：

工况一主梁挠度（单位mm）

由上图可知;在工况一阶段，主梁挠度最大为-1.28mm，位于27.519m跨径

中心位置处。

工况二：

工况二主梁挠度（单位mm）

由上图可知;在工况二阶段，主梁挠度最大为-24.9mm，位于主梁前进端头

处。

工况三：

工况三主梁挠度（单位mm）

由上图可知;在工况三阶段，主梁挠度最大为-14.7mm，位于主梁前进端头

处。

工况四：

工况四主梁挠度（单位mm）

由上图可知;在工况四阶段，主梁挠度最大为-48.1mm，位于主梁尾端处。

工况五：

主梁挠度（单位mm）

由上图可知;在工况五阶段，主梁挠度最大为-26.2mm，位于60m跨径处。

根据对五种工况进行分析，，在仅分析顶推施工悬臂状态下自重产生挠度对梁体预拱度产生影响时，对顶推节段自前端至尾端不同部位的最大下挠变形进行分析，可得出下表。可得出在27.52m处下挠最小，两端下挠均成放大态势，最大下挠出现在顶推节段末端。

顶推施工挠度影响

3.2体系转换变形

因采取整体顶推，在顶推施工前需将顶推节段在临时胎架上拼焊完成，此时顶推节段的支撑体系由临时拼装支架构成，钢箱梁由不受力板单元转换为简支梁

单元，体系转换下梁体自重造成的变形也需纳入全桥累计变形进行综合考虑，利用Midas 有限元软件建立顶推节段在临时胎架上拼装完毕后模型，对其变形进行分析。

临时拼装胎架由13组工装组成，每组胎架布置于拼装节段环缝处，布置形式如下：

根据胎架布置位置，利用Midas 进行有限元分析，可得出由不受力板单元体系转换至简支梁时的变形数据，变形示意图如图所示。

主梁挠度

由计算可知，在体系转换过程中，梁体自重造成的下挠对钢箱梁整体预拱度影响较大，需在布置施工预拱度时进行足够考虑。

临

时胎架对梁体挠度影响示意

图

3.3 施工预拱度概述

设计预拱度由施工图纸给出，梁跨中起拱值如图所示，起拱曲线按二次抛物线设置。

预拱度时计算线性的基础，施工预拱度的设置根据模拟全桥累计变形+设计

预拱度构成ii，累计变形考虑顶推造成的下挠及体系转换产生的下挠组合，全桥

累计变形如图所示。最大挠度出现在梁段末端，达到50.925mm，最小挠度出现