鋼箱梁頂推設(shè)計(jì)技術(shù)分析gai(1)

1、鋼箱梁頂推設(shè)計(jì)技術(shù)分析摘要：沈陽(yáng)某跨鐵路連續(xù)梁橋主橋局部36+54+36m，通過(guò)方案比選確定了主橋滑移頂推施工法，能夠有效保證橋下交通，同時(shí)縮短了建立工期，保證鐵路運(yùn)輸平安。通過(guò)MIDAS CIVIL建立實(shí)橋模型進(jìn)展驗(yàn)算，詳細(xì)介紹了鋼箱梁頂推施工運(yùn)行的可靠性。關(guān)鍵詞：鋼箱梁，頂推，技術(shù)分析Analysis of Steel Box Girder by Incremental Launching designAbstract:The span of a continuous railway girder bridge are (36 + 54 + 36)m in Shenyang. Throug

2、h scheme comparison to determine the main slip jacking construction method. It can effectively ensure the traffic under the bridge, shorten the construction period and ensure the safety of railway transportation. Through the MIDAS CIVILsoftware to build a real bridge model checking.And introduces th

3、e reliability of steel box girder launching operation.Key words: Steel box girder, incremental launching, technical analysis工程概況沈吉鐵路位于大東區(qū)大北關(guān)街與東北大馬路相接處，東北大馬路和大北關(guān)街是沈陽(yáng)西北部的重要的城市出口路，承當(dāng)重要的過(guò)境交通功能?，F(xiàn)狀沈吉鐵路為平交，經(jīng)常形成交通擁堵，鐵路平改立建成后，將大大提高道路的通行能力，解決該節(jié)點(diǎn)擁堵和區(qū)域交通狀況。本工程跨鐵路及新開(kāi)河采用3孔36+54+36m連續(xù)鋼箱梁，平面線形為半徑為300m的曲線，鋼箱梁全寬為23.5

4、m，鋼箱梁外形按曲線設(shè)計(jì)，單箱六室。梁高中心處，底板水平，橫坡通過(guò)調(diào)整腹板高度形成。鋼箱梁頂板厚度1630mm，底板厚度1630mm，腹板厚度16mm；頂板、底板、腹板設(shè)置縱向加勁肋。橫隔板標(biāo)準(zhǔn)間距2m，其間設(shè)置腹板豎向加勁肋。在橫橋向支座內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼箱限位擋塊。由于鋼箱梁跨徑下方有鐵路線、新開(kāi)河上拱橋，所以采用滑移頂推施工方法。這種方法能夠有效保證橋下交通正常進(jìn)展的同時(shí)，能夠縮短工期，保證鐵路運(yùn)輸?shù)钠桨?，技術(shù)相對(duì)成熟。橋體分為17段，每段布設(shè)一個(gè)滑靴，所有滑靴設(shè)置位置均為橫隔板和腹板交點(diǎn)位置，滑靴布置位置及編號(hào)見(jiàn)下列圖，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，臨時(shí)支墩布置位置見(jiàn)下列圖。滑靴布置位置及編號(hào)圖臨時(shí)支墩布

5、置圖頂推設(shè)計(jì)支撐體系在拼裝和頂推鋼箱梁的過(guò)程中，其重量全部由支撐體系來(lái)承當(dāng)，支撐體系主要由臨時(shí)墩、滑道、貝雷梁、滑塊和加高墊組成。臨時(shí)支墩設(shè)計(jì)為5008的鋼管柱，用Q235鋼板卷制。1組臨時(shí)墩共由4根鋼管柱組成，柱間用16槽鋼作剪刀撐連接，柱頂設(shè)置用于固定下滑道的鋼支座?？紤]到拼裝鋼箱梁過(guò)程中需要設(shè)置頂升千斤頂，同時(shí)提高臨時(shí)墩抗推能力，在每組支墩頂部縱向設(shè)置2根140縱梁。位于橋墩處的臨時(shí)墩，其墩頂用塑鋼與橋梁支座墊石進(jìn)展連接。臨時(shí)墩需要滿足鋼箱梁拼裝平臺(tái)的作用，同時(shí)又要符合空間曲線頂推的作用。所以，在設(shè)計(jì)臨時(shí)墩時(shí)，既要承受頂推時(shí)最大豎向荷載和最大水平力，同時(shí)考慮頂推過(guò)程中鋼箱梁沿著同半徑平面

6、圓曲線軌跡前進(jìn)。并兼顧到千斤頂?shù)陌卜盼恢谩M向限位裝置，以及施工人員的工作平臺(tái)空間。鋼箱梁在最大懸臂狀態(tài)是滿足抗傾覆系數(shù)1.5以及鋼箱梁分段長(zhǎng)度的要求，確定臨時(shí)墩的縱向中心距為10m，每組臨時(shí)墩鋼管柱橫向間距5.15m，縱向間距2m。導(dǎo)梁長(zhǎng)度一，本橋鋼導(dǎo)梁長(zhǎng)度內(nèi)側(cè)20m、外側(cè)22m，其截面為工字形鋼板梁。導(dǎo)梁頂板、底板厚度20mm，腹板厚度1612mm。導(dǎo)梁高度及線形與鋼箱梁一樣，并與鋼箱梁腹板栓接。考慮到導(dǎo)梁上墩時(shí)要設(shè)置千斤頂頂升，導(dǎo)梁前端做棄門(mén)。施工流程鋼箱梁采用工廠預(yù)制，頂推法施工。下部構(gòu)造完工后，制作鋼箱梁頂推臨時(shí)支架及滑移平臺(tái)，在鐵路“天窗時(shí)間且在接觸網(wǎng)雙線停電情況下制作鐵路鄰近側(cè)頂

7、推臨時(shí)支架。拼裝頂推段鋼箱梁及頂推導(dǎo)梁。頂推鋼箱梁就位，位于鐵路上方頂推作業(yè)須在鐵路“天窗時(shí)間內(nèi)進(jìn)展。拼裝焊接余下局部鋼箱梁。撤除鋼箱梁頂推臨時(shí)支架、滑移平臺(tái)及頂推導(dǎo)梁；在鐵路天窗時(shí)間且在接觸網(wǎng)雙線停電情況下撤除鐵路鄰近側(cè)頂推臨時(shí)支架。根據(jù)計(jì)算，本工程采用2臺(tái)1000KN液壓千斤頂進(jìn)展頂推施工，同時(shí)準(zhǔn)備兩臺(tái)進(jìn)展備用。該頂推設(shè)備千斤頂前段與曲線型滑靴鉸接，后部與爬行器鉸接爬行器為軌道式鎖緊器，支座反力由爬行器鎖緊軌道提供。頂推過(guò)程中曲線型滑靴均設(shè)置在腹板于橫隔板交匯節(jié)點(diǎn)處，該處強(qiáng)度最大，經(jīng)過(guò)計(jì)算，局部節(jié)點(diǎn)進(jìn)展補(bǔ)強(qiáng)后完全可以滿足頂推時(shí)的強(qiáng)度變形要求。頂推施工流程計(jì)算分析導(dǎo)梁構(gòu)造計(jì)算分析在整個(gè)頂推施

8、工過(guò)程中，導(dǎo)梁是非常重要的輔助構(gòu)造。設(shè)置導(dǎo)梁主要是為了減小鋼箱梁的最大懸臂長(zhǎng)度，減小其在頂推過(guò)程中的內(nèi)力，增大頂推的跨徑，防止在平臺(tái)拼裝時(shí)梁體的傾覆。在頂推過(guò)程中，在滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性的條件下，宜選用重量較輕的變截面導(dǎo)梁。本工程的鋼導(dǎo)梁長(zhǎng)度為28米，為鋼箱梁頂推自由長(zhǎng)度的0.7倍左右。導(dǎo)梁主體構(gòu)造為2個(gè)變高、變寬、變厚、腹板開(kāi)洞的H型鋼梁，腹板開(kāi)洞是為了有效的提高抗風(fēng)性能，根部連接于鋼箱梁的頂板、腹板、底板，根部高度與鋼箱梁高度一樣。導(dǎo)梁采用Q345材質(zhì)，根據(jù)自身的受力特點(diǎn)，由前端到根部截面變化，第一段截面為H(22952029)*850*20*35，第二段截面為H(20291680)*550*

9、16*25，第三段截面為H(16801400)*450*16*20。導(dǎo)梁平面圖橋梁頂推施工中，第一跨主梁受力變化幅度最大，在第一跨前端安裝臨時(shí)鋼導(dǎo)梁以減小主梁頂推過(guò)程中的受力，當(dāng)主梁頂推到位后，再將鋼導(dǎo)梁進(jìn)展撤除?，F(xiàn)場(chǎng)滑移段施工采取在拼裝平臺(tái)上一次性拼裝好78米橋體，然后進(jìn)展滑移，根據(jù)滑移流程圖建立12種計(jì)算工況下導(dǎo)梁與橋體簡(jiǎn)化計(jì)算模型并得出計(jì)算結(jié)果，限于篇幅有限不一一列出每個(gè)工況的計(jì)算結(jié)果。從12種計(jì)算工況中選出導(dǎo)梁及橋體受力的不利工況三進(jìn)展分析，工況三為懸挑最大時(shí)，導(dǎo)梁即將上3#臨時(shí)支墩。利用MIDAS CIVIL對(duì)梁體進(jìn)展模擬分析，對(duì)整個(gè)個(gè)施工階段進(jìn)展分析，根據(jù)計(jì)算分析，在最大懸臂狀態(tài)下

10、，導(dǎo)梁最前端的下?lián)衔灰谱畲鬄?68mm，橋體應(yīng)力最大為2，頂推過(guò)程中的最大支反力為1995KN。滑動(dòng)平臺(tái)驗(yàn)算分析在鋼箱梁頂推過(guò)程中，鋼箱梁起吊、調(diào)節(jié)線形、拼裝以及焊接的平臺(tái)，稱為頂推滑動(dòng)平臺(tái)，供局部梁段在其上平移和滑動(dòng)。它需要具備足夠的強(qiáng)度、剛度以及鋼箱梁拼裝時(shí)的高度調(diào)節(jié)措施，同時(shí)需要梁體的滑移系統(tǒng)以及導(dǎo)向裝置。在同曲率豎曲線頂推過(guò)程中，為了保證鋼箱梁頂推過(guò)程中的平滑性以及其就位的精度，其頂推滑動(dòng)平臺(tái)加工為圓弧形，圓弧半徑與鋼箱梁豎曲線半徑一樣。最不利工況三，滑動(dòng)平臺(tái)最大下?lián)蠟?2500/400=31mm2210N/mm2，能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。鋼管柱臨時(shí)墩穩(wěn)定性分析鋼管柱臨時(shí)墩從三個(gè)方面來(lái)發(fā)揮

11、其作用：首先，減小頂推過(guò)程中因橋梁跨度太大引起的梁體內(nèi)力過(guò)大，反過(guò)來(lái)講，即增大頂推適用跨徑；其次，臨時(shí)墩協(xié)助主梁前端導(dǎo)梁的安裝，同時(shí)使主梁在頂推初始階段保持平衡而不至于傾覆。此外，臨時(shí)墩能夠減小主梁尾在每段梁段頂推完成后的轉(zhuǎn)角，從而減小頂推施工過(guò)程中的梁體制造誤差累積，防止梁體制造誤差在梁體上產(chǎn)生過(guò)大的次內(nèi)力。在鋼箱梁頂推過(guò)程中，鋼管柱臨時(shí)墩屬于關(guān)鍵性的臨時(shí)構(gòu)造，其應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度，來(lái)保證整個(gè)頂推過(guò)程的順利進(jìn)展，如果頂推過(guò)程中，臨時(shí)墩出現(xiàn)問(wèn)題，將對(duì)整個(gè)橋梁的建立帶來(lái)嚴(yán)重的后果。所以，有必要對(duì)鋼管柱的穩(wěn)定性進(jìn)展分析。在整個(gè)頂推施工過(guò)程中，當(dāng)導(dǎo)梁懸出最大時(shí)，即工況三下，此時(shí)臨時(shí)墩受的豎向壓力

12、最大。鋼管相應(yīng)參數(shù)如下表所示：鋼管參數(shù)表外徑(mm)壁厚(mm)截面積(cm2)慣性矩(cm4)回轉(zhuǎn)徑cm每米長(zhǎng)量kg/m52912153根據(jù)鋼管柱高度按m計(jì)算，長(zhǎng)細(xì)比100，滿足構(gòu)造上的要求。由?鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?，由長(zhǎng)細(xì)比以及Q235鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度查得b類(lèi)截面桿件的穩(wěn)定系數(shù)。根據(jù)計(jì)算，鋼管柱最大反力為KN，由此得出鋼管的最大壓應(yīng)力max=103/194.91020.871=MPa215MPa，所以，鋼管柱的穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求。綜上所述，對(duì)導(dǎo)梁、滑動(dòng)平臺(tái)及鋼管柱臨時(shí)墩的應(yīng)力、變形及穩(wěn)定進(jìn)展分析，均能滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié)論頂推法施工造價(jià)低、占地少、不影響交通、質(zhì)量穩(wěn)定，是長(zhǎng)橋和中等跨徑橋梁建立中較具有競(jìng)爭(zhēng)力的一種施工工藝。鋼箱梁具有造型美觀、施工迅速、工廠化高、跨越能力強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)我國(guó)橋梁主要開(kāi)展方向之一。鋼箱梁的施工以往主要采用散拼支架施工或懸拼施工，很少采用頂推施工，尤其是變截面梁國(guó)內(nèi)更是少有。本文該工程對(duì)鋼箱梁頂推設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展分析，通過(guò)分析其頂推設(shè)計(jì)流程，對(duì)頂推過(guò)程中的導(dǎo)梁、滑動(dòng)平臺(tái)、臨時(shí)墩進(jìn)展驗(yàn)算分析，解決了變截面鋼箱梁的頂推設(shè)計(jì)難點(diǎn)，為以后類(lèi)似工程提供了可以借鑒的珍貴經(jīng)歷。參考文獻(xiàn)1 陳繼光. 頂推法施工關(guān)鍵工藝改良J.筑路機(jī)械與施工