桥梁移动模架施工过程

10
20
30
40
-2.00
-3.00
结点号
中国公路学会桥梁和结构工程分会2006年全国桥梁学术会议
仅自重作用 仅预应力作用 仅模架支反力作用 仅底板锚点力作用
20
25
仅自重作用 仅预应力作用 仅模架支反力作用 仅底板锚点力作用
50
60
东南大学土木学院
横向应力（MPa）
5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00
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裂缝成因分析：传力途径
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裂缝成因分析：悬臂段承受的施工荷载
模架支反力（P1） 锚点反力（P2） 纵向预应力（P3） 箱梁结构自重
预应力筋
400吨
施工缝 5吨
在横桥向，一般认为外荷载不控制设计，即使 在需要考虑横向应力影响时，也常常把箱梁截 面简化成简支框架模型进行分析。
空间三维有限元节段模型
精细化分析（各种力素，孔道影响）
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东ห้องสมุดไป่ตู้大学土木学院
裂缝成因：敏感性分析
模架支反力（P1） 锚点反力（P2） 纵向预应力（P3） 箱梁结构自重
箱梁底板锚点反力？
咋看起来——
箱梁底板锚点反力 P3 被认为是主要因素，以为它直接 作用于箱梁底板上，裂缝区范围内。
底板孔道对截面的削弱
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模架支反力
预应力
底板锚点力
自重作用下箱梁底板横向应力分布云图
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400吨
400吨
4×5吨
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施工缝处，一般认为受力较小。 在施工过程中，由移动模架产生的附加空间效应容易被忽视！
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裂缝成因：定量分析
平面杆系计算模型，不能够反映宽体、薄壁箱 梁的空间效应；
移动模架施工连续梁
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移动模架施工法的特点
标准化 周期化 速度快 效益好
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国内外部分采用移动模架施工的桥梁
序号
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悬臂端顶板下缘横向应力图
横向应力（M P a ）
6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 -1.00 0 -2.00 -3.00 -4.00
5
10
15
结点号
悬臂端底板上缘横向应力图
5.00
4.00
3.00
横向应力(MPa)
2.00
1.00
0.00 -1.00 0
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数值分析结果
结点位置选取
不同工况下横向应力
悬臂端顶板上缘横向应力图
横向应力（MPa）
6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 -1.00 0 -2.00 -3.00
5
10
15
结点号
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仅自重作用 仅预应力作用 仅模架支反力作用 仅底板锚点力作用
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纵向预应力布置特点
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问题的引出
然而，随着跨度的增加，在近年的桥梁工程实践 中，凸现了两个问题：
施工中，悬臂端（施工缝）附近薄壁箱梁的裂缝 问题
线形控制问题
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梁高（m）
— 1.1 — 4 2.68 2.5 2.6 1.75 2.8 1.67
梁宽 （m）
— 18－19 15.65
12 — 15.4 12.4 16.25 15.4～16.9 30
建成年份
1959 —
1983 —
1991 1999 2001 2001 2001 2003
11
京福高速公路桃木岭高架桥
桥名
联邦德国克钦卡汉桥 日本四叶町562～563工区高架桥
伊拉克摩苏尔4号桥 英国奥韦尔桥引桥 厦门高集海峡大桥 厦门海沧大桥东引桥 秦沈客运专线小凌河特大桥 武汉军山长江大桥引桥 南京长江二桥南北引桥 五里亭大桥引桥
施工跨径 （m） 39.2
24.5～29 44～56
59 45 42 32 30 48～55 15～20
40
2.2
12
2004
12
东海大桥浅滩段
50
3
15.25
2005
13
南京长江三桥南北引桥
50～58
2.8
15.4
2005
14
润扬长江大桥北引桥
40
2.65
15.75
2005
15
南昌生米大桥
50
2.8
17.25
2005
16
苏通大桥引桥
50
2.8
16.5
－
中国公路学会桥梁和结构工程分会2006年全国桥梁学术会议 注：—— 表示数据不详 东南大学土木学院
移动模架施工中的梁体状态
completed span suspension gallows construction joint
rear nose
main girder
span to be cast
rackets
front nose
预应力筋
400吨
施工缝 5吨
400吨
400吨
4×5吨
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-1.00 0
-2.00
悬臂端底板下缘横向应力图
仅自重作用 仅预应力作用 仅模架支反力作用 仅底板锚点力作用
10
20
30
40
50
60
结点号
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悬臂端截面 底板中央位置 横向应力（MPa，拉应力为＋）
影响因素 自重
底板锚点力 预应力
模架支反力 总计
底板中央上缘
大小
比例
-0.11
-2.83%
-0.83
-22.17%
1.63
43.50%
3.06
81.50%
3.76
底板中央下缘
大小
比例
1.20
11.89%
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问题之一：悬臂端裂缝
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裂缝成因分析：支承状态
箱梁悬臂段
后支点
前支点
后导梁
1
2
3
4
5
6
承载主梁
12
13
施工方向 前导梁
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下行式移动模架
上行式移动模架