研究總結(jié)報(bào)告造橋機(jī)工作過程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析及

造橋機(jī)是在橋位處一次拼裝，然后逐孔滑移施工的成套設(shè)備，常規(guī)的造橋，重復(fù)利用率低。因此，本文提出了造橋機(jī)主梁體外預(yù)應(yīng)力索的受力體系，主要進(jìn)行了如下工作：TheMovableScaffoldingSystem(MSSforshort)istheconstructionequipmentassembledonbridgesitetocompletetheinstallationofspan.Therearesomedifficulties,suchasheavierstructuralmembers,largervolumeandlowrecyclingrate,fortheconventionalMSSequipmentassembledthelarge-scalesteelboxes.Therefore,inthispaper,thepre-stressedcablewidelyusedinbridgeengineeringisadoptedtothedesigningofmaingirders.Thestiffnessofmaingirderscanbeadjustedbyutilizingpreloadincablesaccordingtodesignrequirementofbridge.Finally,thestructureparametersofMSSare yzedbymeansoffiniteelementsimulationysis.Themaincontentsareasfollowed:ThecurrentsituationandthedevelopmenttrendofMSSareThestrength,stiffnessandstabilityofmaingirdersandguidingbeamsareyzedanddesignedundertheconditionoffirstspanconstruction.Theoutsidepre-stressedcablesusedtomaingirdersofMSSarepromotedandthestiffnessofmaingirderscanbeadjustedbychangingthepreloadincables.ThefiniteelementmodelissetupbyusingANSYSandthereasonabilityofdesignsareconfirmed.Thereduced-scalemodelofMSSis:MSS;Pre-stressedCable;FiniteElementMethod;Simulation ..............................................................................................................................................1 第一章緒 第二章移動模架主要結(jié)構(gòu)和工作原 第三章主梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性分 第四章鼻梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算分 第五章預(yù)應(yīng)力索的預(yù)應(yīng)力選 第六章有限元仿真分 結(jié) 研究結(jié) 研究展 參考文 致 研究意國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分2050Dywidag、Strabag以及奧地利的Winda等公司開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)。1959年原德國施特拉巴克公司首次將該技術(shù)用于9號高速公路的卡特哈克橋，該橋?yàn)?3孔40m連續(xù)梁，施工周極大的局限性。1969年由德國PZ公司研制并在阿姆(Amsinck)橋率先使用了橋面下支撐雙梁一次行走且自帶模板逐孔整跨現(xiàn)澆的造橋機(jī)[2]1973PZ法。PZ55m。橋面上支撐的工程實(shí)例有MSU60/900型橋面上支承移動支架造橋機(jī)法施工，其外模為懸掛式；還有葡萄牙的瓜迪亞納河高架橋，該橋橋跨為50m+5×1968年開始引進(jìn)造橋機(jī)技術(shù)，并迅速發(fā)展，到1982年已用該技術(shù)建造563930m，采用移動懸吊模架逐跨連續(xù)施工。由于具的勞動力。每完成一跨的施工周期約為11天[1,9]；還有東北新干線第一上北31~33m23個月[9]197723.4m一44m，預(yù)應(yīng)力混凝土單室連續(xù)梁；長島(Lonkey)橋,全長有3701m，共103孔，采100多個橋梁工程的實(shí)踐中,經(jīng)過多年反復(fù)優(yōu)化，MSS造橋機(jī)己發(fā)展至今，造橋機(jī)施工技術(shù)在、、法國、葡萄牙、挪威、德國、韓國等MSS400t1620t31m增加到60m。大跨度造橋機(jī)有建造的切隆(Chimon)橋的造橋機(jī)，跨度95m，建造一新加坡柔佛(Johor)海峽橋的節(jié)段拼裝造橋機(jī)，跨度96m，最大吊重130t。但國外的造橋機(jī)基本都是各大公司生產(chǎn)的造橋機(jī)[19,20]。我國是在上世紀(jì)90年代初期，由鐵道部開始組織研發(fā)鐵路造橋機(jī)，并將其PC箱梁架設(shè)的新興技術(shù)。我國鐵路橋梁第一次采用這種方法施工的橋梁是1992年施工的寶中線靈武楊家灘特大橋，該橋主跨度48m,鐵路橋梁史上用造橋機(jī)建造中等跨度PC梁的先例[4]。在以后的鐵路修建中相繼使用了八七型搶修鋼梁組拼的移動支架造橋機(jī)，如包蘭復(fù)線三盛公特大橋，13×32m+l2×54m64m內(nèi)昆鐵路老煤洞特大橋，5×64mPC簡支箱梁[20]。1995年，我國成功研制出采用八七型搶修鋼梁拼裝的鐵路橋梁移動支架造橋機(jī)，并在南昆鐵路白水河特大橋及打埂大橋拼裝梁施工中采用。2000年ZQJSOO型移動支架C橋(如石長鐵路湘江大橋)(大橋東引橋)；既能架設(shè)箱梁[1415，也可以架設(shè)其它形式截面梁(T梁)113。的超以珠江黃埔大橋MSS62.5移動模架為例，用Ansys對其進(jìn)行了強(qiáng)度、時采取措施對該部位進(jìn)行加強(qiáng)。中南林業(yè)科技大學(xué)的胡苗通過Ansys對MZ900S17%?？茖W(xué)依最終主要影響因素和截面以及環(huán)境因素等外部因素對造橋機(jī)的影響程度。主要結(jié)牛腿支撐等組成，并配有相應(yīng)的、電控系統(tǒng)。各組成部分簡介如下：235工作原的作用下實(shí)現(xiàn)行走、開、合動作。牛腿支撐及支撐臺車通過相應(yīng)的、電控設(shè)備向前方橋墩移位。澆注連續(xù)混凝土梁時，造橋機(jī)前支點(diǎn)用牛腿支撐及支撐臺車支承，后支點(diǎn)掛于已澆筑好的混凝土梁段處。123456施工階段及其受力分載荷作用于整段主梁；前、后鼻梁的自重折合到主梁兩端，M前為前鼻梁自重折算后的彎矩，F(xiàn)前為折算后的力，M后為后鼻梁自重折算后的彎矩，F(xiàn)后為折3.1主要計(jì)算參數(shù)估1第一孔混凝土施工長度1單邊鋼筋混凝土載荷單邊前鼻梁載荷單邊后鼻梁載荷單邊主梁自重強(qiáng)度計(jì)算分

S

230MPa,剪切許用應(yīng)力為

3133MPa33.133.2表3.2主梁主要尺寸（單翼緣板外伸寬度翼緣板厚度2腹板高度腹板厚度1圖 主梁結(jié)x軸的直線，按下式求慣性矩:求得I

I9.991107m4

yA

3.13.2鋼筋混凝土載荷作用長度L4。圖 施工階段一施工狀態(tài)圖 施工階段一主梁受力（1）AF1，BF20，可得如下221QL

1

L

1Q2

1

1Q

1

44

L

F1F2取施工方向?yàn)檎?，A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，xA點(diǎn)距離。FF1Q

Q6x(0

44Q44

x)

L4M

626

Qx

xF102

6464

Q

Q

x0

L4圖 施工階段一主梁剪力圖 施工階段一主梁彎矩最大剪力

最大彎矩

3956.9N

102.6N所

3956.9Nyy

My

maxI

Sb=0.001m

0

1.25106m3

Fmax

剛度計(jì)算分

圖 鋼筋混凝土載荷分

1.9872x

wQ x45.568x311.628x212.3127x5.581xQ圖 各施工階段主梁凈撓度則最大凈撓度為

w

1.95310-3

則

w凈穩(wěn)定性計(jì)算分整體穩(wěn)定性（側(cè)向屈曲穩(wěn)定性h

2.08

l

95

（一）

320

（二）橫向加勁肋采用Q345鋼板,采用非矩形截面橫向加勁板,加勁板的寬度為

主梁截面圖 主梁截面鼻梁結(jié)構(gòu)形式、尺寸設(shè)架高度h一般大于等于跨度的1/12~1/15，參考實(shí)際產(chǎn)品比例中心線高取 受力分22M1

1

L

133.82

5.02N

M2

1

L

133.82

5.02N

3前鼻梁支反力為0，后鼻梁支反力同F(xiàn)134.1（a）4.1（b三點(diǎn)支兩點(diǎn)支圖 移動橫架支撐工F2.09

表4.1移動模架上部分點(diǎn)所在處支反力大距鼻梁前端距離支反力距鼻梁前端距離支反力由表4.1得到如下圖像500圖 鼻梁支反圖 主桁架結(jié)構(gòu)及受力分對于1點(diǎn)：對于2

f1

對于3

f2f4f3f6f5f7

桿受到大小為N的軸向壓力。最大軸向力結(jié)果如表4.2所示。表 各桿最大軸向力大大小上弦桿下弦桿斜 豎 各桿強(qiáng)度、穩(wěn)定性計(jì)算分表√√√√√√——√√——√√√√表 所選方管規(guī)高度寬度厚度1

A

N7N4N5N1N2AAAA

(a)(b)

可知，受壓穩(wěn)定性合格計(jì)

l

許用長細(xì)比（見表4.5

表 桁架桿件的許用長細(xì)比計(jì)

l

0.5

計(jì)

0.5

第五章預(yù)應(yīng)力索對主梁的受力分

圖 A點(diǎn)受力Fy

Fx

Fsin

圖 B點(diǎn)受力F0

圖 C點(diǎn)受力由于C點(diǎn)與主梁支點(diǎn)位置接近索力對C點(diǎn)向用力與主梁支點(diǎn)反力抵消，Nx

sin750

預(yù)應(yīng)力索對主梁撓度的影響分圖 主梁受索推力ωA

2.16x)

ωB

0.542)

ω2ω

0.138Fy

代入（5.1）（5.3）

ω

預(yù)應(yīng)力索內(nèi)力與主梁撓表序序123456789造橋機(jī)有限元計(jì)算模圖6.1造橋機(jī)有限元模型造橋機(jī)起始跨結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)有限元計(jì)算結(jié)果如下：主梁在設(shè)備自重和混凝同作用下跨中區(qū)的VonMises應(yīng)力云圖見圖6.2。主梁最大應(yīng)力為：max227MPa，出現(xiàn)在腹板開孔邊圖6.2主梁應(yīng)力云造橋機(jī)起始跨結(jié)構(gòu)凈剛度計(jì)圖6.3主梁凈結(jié)研究結(jié)由表5.1，可以看出預(yù)應(yīng)力索在主梁剛度范圍內(nèi)，可以減少很大的撓Wmax=1.953mm研究展的鉸節(jié)點(diǎn),實(shí)際結(jié)構(gòu)點(diǎn)的約束具體有多大沒有進(jìn)行深入分析,這需要對焊接ANSYSANSYSANYSY桁架體系進(jìn)行基于多工況的優(yōu)化設(shè)計(jì)還需進(jìn)一步研究。范立礎(chǔ).橋梁工程[M].:人民交通張樂親,林蔭岳.秦沈客運(yùn)專線M232移動模架造橋機(jī)研究設(shè)計(jì)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)新.移動支架造橋技術(shù)在我國鐵的應(yīng)用與展望[J].鐵道建筑技術(shù),2002(6):6-8 Pilarski,Laura.Slidingscaffoldsystemcastsbridge,scurvingboxgirder[J].ConstructionMethodsandEquiPment,1976,58(12):41-42ZhaoQi-lin,PuWei,ChenYi-fei,et.Safetymonitoringandcontrolofmovablesupportingmoldbasedonopticalfibermonitoringsystem[J].JoumalofPLAUniversityofseieneeandTechnology(NaturalScieneeEdition),2005,6(5):469-473可.鐵路貨運(yùn)40m混凝土箱梁移動模架架橋機(jī)移動過程力學(xué)性能研究[D].中南大黃繩武.橋梁施工及組織管理[M].:人民交通帥長斌,俞文生.高墩橋梁移動模架法整孔無支架現(xiàn)澆造橋機(jī)設(shè)計(jì)[J].橋梁建Kang,KeeDong,SunSunduckD.ExPerieneewiththePreeastSpanMethodontheKoreanHigh-SpeedRailProjeet[J].TransportationResearchReeord,2003(1825):15-21Rosignoli,Mareo.Prestressingschemcsforincrementallylaunehedbridges[J].ASCE,JournalofBridgeEngineering,1999,