大跨度簡支鋼箱梁設(shè)計與施工

大跨度簡支鋼箱梁設(shè)計與施工姚長見（中鐵九局集團有限公司勘察設(shè)計院，遼寧沈陽110051）摘要：沈陽市南北快速干道工程南段高架橋采用70.0m簡支鋼箱梁跨越沈吉線及新開河，為減小對鐵路運營和地面道路交通的影響，采用頂推法施工。運用空間板殼有限元理論對鋼箱梁在施工及運行階段進行了受力分析，保證了鋼箱梁施工及后期運行安全。本工程的成功實施為同類型鋼箱梁設(shè)計及施工積累了寶貴經(jīng)驗。關(guān)鍵詞：大跨度；簡支鋼箱梁；頂推法；空間板殼有限元理論箱梁截面抗彎、抗扭剛度大及整體性好，具有較大的跨越能力。鋼箱梁與混凝土梁相比自重輕、相同跨徑下其梁高小，施工工期較短，為此鋼箱梁常被應(yīng)用于大跨度橋梁和市政高架橋中。鋼箱梁的施工方法有支架拼裝法、頂推法及轉(zhuǎn)體施工法，各施工方法可根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。1工程概況沈陽市南北快速干道工程南段高架橋上跨沈吉線、新北熱電廠專用線及新開河，為減少施工對橋下電氣化鐵路及地面道路交通的影響，采用1孔70.0m簡支鋼箱梁，采用頂推法施工。高架橋為雙向4車道，全寬17.5m，鋼箱梁采用單箱五室閉合截面，箱梁中心線位置梁高2.295m。橫坡為雙向1.5%，橫坡通過調(diào)整主梁腹板高度來形成。鋼箱梁斷面見圖1。圖1鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)斷面2有限元分析采用Midas/Civil運用空間板殼有限元理論對結(jié)構(gòu)進行有限元數(shù)值分析，模擬計算鋼箱梁頂推施工各階段及運營階段橋梁結(jié)構(gòu)受力及變形情況。2.1有限元模型采用MIDAS/Civil空間板單元計算，計算模型見圖2。圖2鋼箱梁計算模型2.2計算參數(shù)2.2.1材料選取鋼材Q345E：彈性模量E=2.06×105MPa，剪切模量G=0.81×105MPa。鋼材抗拉、抗壓和抗彎fd=270Mpa鋼材抗剪fvd=155Mpa（根據(jù)“公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范”選用）2.2.2計算荷載（1）恒載：鋼材78.5kN/m3，鋪裝23kN/m3，防撞欄桿12.5kN/m。（2）活載：城－A級；整體升溫36℃、整體降溫-63℃。3計算結(jié)果與分析3.1應(yīng)力計算Midas/Civil空間板殼有限元模型能夠全面的計算鋼箱梁各構(gòu)件的應(yīng)力，受篇幅限制，僅列出正常使用極限短期效應(yīng)組合下，鋼箱梁頂板、底板、腹板及橫隔板的應(yīng)力計算結(jié)果。（1）頂板應(yīng)力圖3-1頂板正應(yīng)力云圖由圖3-1可知，頂板最大有效應(yīng)力為141.6Mpa<270Mpa。圖3-2頂板剪應(yīng)力云圖由圖3-2可知，頂板最大剪應(yīng)力為66.2Mpa<155Mpa