连续刚构高墩长悬臂0块托架设计与施工分析.docx

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1、 连续刚构高墩长悬臂0#块托架设计与施工分析 匡志强 文章以天峨龙滩特大桥引桥（72+135+72） m桥跨连续刚构为例，针对高墩长悬臂0#块施工托架设计以及预压工艺难点问题，提出一种装配式托架构造以及高墩原位预压方式，并应用Midas Civil有限元软件对托架构造及预压进展仿真分析，验证托架构造的刚度、稳定性，避开了大量高空焊接作业且操作简便，具有良好的效益，可为相关类似工程供应参考借鉴。 0#块;托架设计;Midas Civil有限元软件验算;预压 U445.55+9A281013 0 引言 0#块施工是大跨径连续刚构桥梁的一个重要施工步骤，实行合理的托架设计方式及预压方法是保障0#块施

2、工安全及质量的关键。本文以天峨龙滩特大桥引桥（72+135+72） m桥跨连续刚构为例，对该工程高墩长悬臂0#块施工托架以及预压进展了系统设计及验算，提出了一套安全牢靠、施工便捷的0#块托架施工方法，有效保证了高墩长悬臂0#块施工安全和质量。 1 简要概况 天峨龙滩特大桥是南丹至天峨下老高速大路的掌握性工程，大桥位于河池市天峨县境内，跨越龙滩库区，位于龙滩水电站上游6 km处。天峨龙滩特大桥全长2 488.55 m。其中主桥长624 m，采纳上承式劲性骨架混凝土拱桥方案，计算跨径600 m，主桥两侧为（72+135+72） m桥跨预应力混凝土连续刚构+40 mT梁。 （72+135+72） m

3、桥跨预应力混凝土连续刚构为左右分幅布置，单幅桥宽为12 m，采纳单箱单室截面。0#块中心箱高为8.5 m，长度为15 m，墩身纵桥向厚度为6 m，0#块两端各悬挑4.5 m。0#块下部构造主墩均为空心薄壁墩，最大高度为116.22 m。 2 0#块托架设计 2.1 设计原则 （1）0#块混凝土浇筑分两次进展，但托架荷载设计按0#块一次浇筑完成，进展加载验算，验算结果偏安全。 （2）尽量削减托架高空拼装、焊接作业。 （3）转变常规托架牛腿预埋方式，避开对墩身大型模板割孔损伤。 2.2 托架总体设计及施工 托架采纳双拼40 b工字钢焊接成三角承重桁片，横桥向按4道进展布置。三角桁片底部设置抗剪牛腿

4、伸入提前在墩身内预埋的钢盒形成下部牛腿受力支点，主要担当竖向荷载;三角桁片顶部采纳精轧螺纹钢进展对拉，形成受力构造。托架三角桁架片在地面现场焊接完成后，利用塔吊整体起吊，托架安装就位后准时安装对拉精轧螺纹钢并进展张拉初紧。 在三角桁片托架上横桥向铺设型钢作为横向承重梁。模板采纳定制钢模。内模顶板支撑采纳盘扣式钢管支架作为支撑体系，立杆采纳60型钢管，水平杆采纳48型钢管，斜杆采纳33型钢管搭设。支架纵横向间距为90 cm90 cm，立杆水平杆步距高度为1.5 m。 2.3 托架下牛腿及预埋钢盒设计 牛腿构造由三角桁片下牛腿、钢盒和精轧螺纹钢组成，钢盒与精轧螺纹钢为墩身预埋件，墩柱施工过程中测量

5、定位预埋件位置，并在相应标高墩柱施工时进展预埋件施工，钢盒预埋深度为40 cm，精轧螺纹钢预埋深度为70 cm。2采纳20/6 mm钢板焊接而成的预埋钢盒，同时设置角钢增加与混凝土锚固连接，牛腿采纳双拼40b工字钢，工字钢腹板加焊10 mm厚钢板，增加抗剪力量。 3 托架仿真分析计算 3.1 计算分析说明 计算按容许应力法进展计算，应力标准如下所示： Q235C钢：轴=140 MPa，=145 MPa，=85 MPa。 连接：各杆件用梁单元;杆件之间的连接采纳刚性连接，牛腿预埋位置采纳一般支承。 荷载：混凝土重按压力荷载计，混凝土容重取26 kN/m3，人员机具及混凝土倾倒及振捣取3 kN/m

6、3，模板荷载按0.75 kN/m2计算，托架构造自重由软件自动计算。各荷载通过计算采纳梁单元荷载的叠加方式進行模拟。 计算荷载工况：0#块混凝土分两次浇筑，第1次浇筑至离底板4.5 m高处，第2次浇筑剩余局部。计算时按0#块一次浇筑完成工况，施加荷载，计算结果偏安全3。 计算荷载=托架构造自重+施工人员机具荷载+模板荷载+0#块混凝土荷载。 3.2 计算结果（图1） 3.2.1 强度 主要构件最大应力计算汇总如表1所示。 托架强度满意要求。 3.2.2 刚度 主要承重构件挠度变形状况如下： 三角承重桁片最大挠度变形2.11 mm 横向32工字钢安排量13.12 mm 托架刚度满意要求。 3.2

7、.3 稳定性 托架构造整体稳定屈曲分析最小临界特征值为23.94，整体稳定性满意要求。 4 托架预压 4.1 预压设计原则 （1）采纳原位预压，验证托架安全性以及消退局部非弹性变形。 （2）预压加载荷载按托架承受荷载110%考虑，加载位置进展优化调整，使加载时托架受力尽量与实际接近。 （3）考虑操作简便。 4.2 预压设计 由于墩身高度较大，最大高度为116.22 m，从安全、经济角度考虑，在墩顶设置反力架，通过千斤顶反顶实现托架预压，反力架通过提前在墩顶墩身内预埋的精轧螺纹钢锚固4，精轧螺纹钢以75%抗拉 强度设计值进展掌握。如图2所示。 施工特点：（1）反力架提前制作加工，整体吊装，安全高

8、效;（2）反力架通过墩顶预埋精轧螺纹钢锚固，装拆便利。 4.3 预压荷载及加载挨次 预压荷载主要依据0#块托架牛腿计算反力采纳等效节点荷载进展模拟施加。在计算结果分析中，采纳1.1倍荷载系数进展分析5。 预压系统由托架、反压架体及千斤顶组成。荷载预压试验采纳分三级的方式进展加载。 卸载过程同样分三级进展，当卸载至每一级荷载时，即110%、100%、50%、0荷载时，均观测一次，观测记录好数据后，开头连续卸载，直至完成卸载。 单个加载点荷载施加如表2所示。 5 结语 天峨龙滩特大桥引桥（72+135+72） m桥跨连续刚构0#块托架方案设计，通过理论仿真计算分析设计，同时结合工程设计特点，提出了

9、一套安全牢靠且高效的0#块设计及施工工艺，主要存在如下优点： （1）采纳预埋钢盒+带剪力牛腿三角承重桁片的架体构造，该构造可以在厂内先加工制作成成品单元件，在现场进展安装，有利于保障托架构造加工制作质量，削减了高空作业，降低了安全风险。 （2）托架采纳Midas Civil有限元软件进展整体建模，依据各项荷载状况在对应部位进展精确加载并运算分析，验算托架构造强度、刚度及稳定性符合要求。同时结合托架计算反力状况，模拟预压加载，使预压加载状况下托架受力更贴合实际状况。 （3）常规0#块托架采纳在承台埋设螺纹钢利用钢绞线张拉方式或实行吊装沙袋或预压块实物进展预压。由于本工程0#主墩墩身最高到达116

10、.22 m，墩身较高，若采纳在承台埋设螺纹钢利用钢绞线张拉方式会导致钢绞线张拉伸长量过长，千斤顶张拉行程不够从而需要屡次张拉问题，张拉作业麻烦，材料铺张较大。若实行吊装沙袋或预压块实物进展预压，高空吊装作业量极大，存在较大的安全风险。而通过实行在墩顶设置反力架，利用千斤顶反顶实现托架预压，较好地避开了上述问题。 1周彦文，汪泉庆，孙 鹏.大跨径连续梁0号块托架构造设计及预压施工J.世界桥梁，2023，47（3）：32-37. 2黄小良.万盛特大连续刚构桥0号块托架设计与承载力分析J.大路，2023，59（11）：97-101. 3張开顺.大跨连续刚构桥0号块托架设计与施工技术J.大路交通技术，

11、2023（2）：52-54，61. 4王海军，王朋飞.超百米高墩连续刚构桥0号块支架反力法预压技术J.珠江水运，2023（10）：84-85. 5JTG/T 3650-2023，大路桥涵施工技术标准S. 猜你喜爱托架预埋张拉无人直升机运输托架设计及仿真分析无人机(2023年1期)2023-07-20建筑电气安装与构造协作及预埋的处理技术讨论好日子（下旬）(2023年5期)2023-07-09机电安装电气设备预埋常见的问题及对策分析中国电气工程学报(2023年5期)2023-10-21浅谈隧道预埋槽道施工科学导报科学工程与电力(2023年2期)2023-08-13锦江特大桥68+128+68m连续梁0#块托架设计讨论价值工程(2023年31期)2023-01-17关于建筑施工中电气安装预埋的质量掌握建筑工程技术与设计(2023年8期)2023-10-21某造船厂屋面托架设计建筑工程技术与设计(2023年26期)2023-10-21下承式拱桥吊杆张拉相互影响讨论建筑工程技术与设计(2023年12期)2023-10-21高墩无支架托架平台施工浅析建筑工程技术与设计(2023年33期)2023-10-21关于桥梁预应力张拉施工质量掌握的探讨探究科学(2023年12期)2023-10-21