鐵路大跨度簡支鋼桁梁連續(xù)懸拼架設(shè)主梁受力分析

1、鐵路大跨度簡支鋼桁梁連續(xù)懸拼架設(shè)主梁受力分析摘要：簡支鋼桁梁采用懸臂架設(shè)施工，其受力模型在施工階段是懸臂或連續(xù)梁 橋，而在后期成橋階段是簡支梁橋，主梁桿件的內(nèi)力會發(fā)生很大的變化，關(guān)鍵構(gòu) 件甚至?xí)l(fā)生拉壓逆轉(zhuǎn)，且施工過程中臨時荷載種類多，存在可變性及多種結(jié)構(gòu) 體系之間的轉(zhuǎn)換，施工階段主梁桿件受力復(fù)雜，確保架設(shè)過程中主梁結(jié)構(gòu)安全及 后續(xù)運營使用安全是關(guān)鍵。關(guān)鍵詞：鋼桁梁；連續(xù)懸拼；主梁受力分析；刖言太和安寧河雙線特大橋起止里程DK426+727-DK429+598，全長2871.197米， 全橋孔跨布置形式為51x32m+4x80m鋼桁梁+5x32m+1x80m鋼桁梁 +2x24m+12x32m，

2、其中51號墩55號墩采用4x80m鋼桁梁跨越安寧河，橋軸線 與安寧河斜交角約為34度。80米雙線下承式鋼桁結(jié)合梁主跨80.0米，全長82.0米，主桁采用三角形無 豎桿桁架，節(jié)間10.0米，桁高11.5米，桁寬13.8米；橋面系采用密橫梁與混凝 土橋面板結(jié)合體系，橫梁間距為2.5米。主桁構(gòu)件采用Q370qE鋼材，橋面系橫 梁采用Q345qE鋼材，橋門架、中間橫聯(lián)及上平縱向連接系采用Q345qD鋼材， 用鋼量6625噸。圖1-1太和安寧河雙線特大橋4x80m鋼桁梁立面圖工程施工重點、難點針對該橋的結(jié)構(gòu)形式，采用連續(xù)懸臂架設(shè)的施工方法，具有以下特點：鋼桁梁采用懸臂施工，其受力模型在施工階段是懸臂或連

3、續(xù)梁橋，而在 后期成橋階段是簡支梁橋，桁架中桿件的內(nèi)力會發(fā)生很大的變化，關(guān)鍵構(gòu)件甚至 會發(fā)生拉壓逆轉(zhuǎn)，施工階段桁梁桿件受力復(fù)雜，確保橋梁結(jié)構(gòu)總體受力和成橋線 型是關(guān)鍵。施工過程中臨時荷載種類多，存在可變性及多種結(jié)構(gòu)體系之間的轉(zhuǎn)換， 懸臂拼裝架設(shè)過程中風(fēng)荷載、運梁小車荷載、溫度沿橫橋向的梯度差異等因素影 響，施工過程不易控制。架設(shè)施工方案針對鋼桁梁的結(jié)構(gòu)特點及現(xiàn)場施工環(huán)境，通過充分比選和專家論證，確定大 跨度多孔三角形無豎桿鐵路簡支鋼桁梁連續(xù)懸臂架設(shè)施工工藝。在首孔55-54號 墩設(shè)置提梁平臺，墩間設(shè)置臨時支墩、龍門吊走行支墩及軌道梁，利用50t跨墩 龍門吊進行首孔55-54號墩膺架法架設(shè)。利用

4、首孔梁作為40t全回轉(zhuǎn)吊機占位平 臺及懸臂拼裝配重梁，焊接梁間臨時桿件，懸臂拼裝架設(shè)54-51號墩間鋼桁梁， 直至架設(shè)完成。圖3-1太和安寧河雙線特大橋4x80m鋼桁梁方案圖示3.1膺架法架設(shè)方案首孔鋼桁梁拼裝支架位于54#55#墩之間，拼裝支架采用打入鋼管樁基礎(chǔ)+ 樁頂分配梁+鑄鋼墊塊結(jié)構(gòu)，拼裝支架與門吊走道支架一體設(shè)計，門吊走道支架 采用打入鋼管樁基礎(chǔ)+樁頂縱梁+鋼軌3.2懸拼法架設(shè)方案首孔鋼桁梁在拼裝支架上拼裝完畢后，采用汽車吊將40t全回轉(zhuǎn)架梁吊機拼 裝完畢，然后拼裝、焊接鋼梁臨時桿件，從54#墩向51#墩懸臂拼裝鋼桁梁，在 53-54#墩、52-53#墩、51-52#墩之間各設(shè)置臨時

5、墩一座，臨時墩采用鋼管樁基礎(chǔ)+ 樁頂分配梁+分配梁+鋼墊塊的形式。膺架法架設(shè)4.1膺架法架設(shè)工況膺架法架設(shè)工況計算分2種工況：（1）門吊拼裝鋼梁工況荷載組合：結(jié)構(gòu)自重+鋼梁自重+風(fēng)荷載+制動荷載+門 吊最大輪壓（2）40t全回轉(zhuǎn)吊機拼裝上橋工況荷載組合：結(jié)構(gòu)自重+鋼梁自重+40t全回轉(zhuǎn)吊機+風(fēng)荷載4.2膺架法架設(shè)主梁受力計算采用Midas Civil軟件建立施工計算模型，模型構(gòu)件中鋼梁均采用梁單元模擬， 根據(jù)支點位置施加邊界條件。4.2.1主梁支點反力圖4-1各支點反力（t）由圖可知，鋼梁的最大支點反力Nmax=135.5t，P=3.7t。（對應(yīng)支點N=135.1t， P=0）4.2.2主梁應(yīng)

6、力圖4-2鋼梁應(yīng)力云圖（MPa）由圖可知，鋼梁的最大組合應(yīng)力o=23MPa，滿足要求。4.2.3主梁受力變形圖4-3鋼梁變形云圖（mm）由圖可知，鋼梁的最大變形f=4mm，滿足要求。懸拼法架設(shè)5.1懸拼法架設(shè)工況鋼梁驗算荷載組合：鋼梁自重+40t全回轉(zhuǎn)吊機+風(fēng)荷載+運梁荷載，根據(jù)鋼梁 懸拼步驟與全回轉(zhuǎn)吊機站位情況，分8個施工工況對鋼梁懸臂拼裝進行驗算。表5-1：鋼梁懸拼過程計算工況5.2膺架法架設(shè)主梁受力計算5.2.1主梁應(yīng)力圖5-1鋼梁應(yīng)力云圖（MPa）由圖可知，鋼梁的最大組合應(yīng)力o=101.0MPa，滿足要求。5.2.2主梁受力變形圖5-2鋼梁變形云圖（mm）由圖可知，鋼梁的最大變形f=55.9mm （上臨時墩前）L/400=100mm，滿足 要求。監(jiān)控數(shù)據(jù)對比情況表6-1 :監(jiān)控數(shù)據(jù)對比情況（Mpa）注：通過表貼式應(yīng)變計來獲取架設(shè)過程中截面應(yīng)力。7.結(jié)束語本文以成昆鐵路4x80m鋼桁梁架設(shè)施工方案為例，并結(jié)合第三方監(jiān)控量測數(shù) 據(jù)，進一步驗證方案計算結(jié)果，淺談計算經(jīng)驗，為日后同類型鋼桁梁架設(shè)方案檢 算、施工提供案例參考。參考文獻：1時速160公里客貨共線有碴軌道80m雙線下承式鋼桁結(jié)合