000金水沟大桥零号块施工托架设计

长沙铁道学院学报(社会科学版)

Mar.2005Vol.6No.1金水沟大桥零号块施工托架设计

曾周成1,王耀传

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(1.河南省核工业地质局,河南郑州　464000;2.中国公路工程咨询监理总公司,北京　100000)

　　摘　要:用大型有限元程序ANSYS建立三维空间模型,分析了金水沟大桥零号块三角形托架的受力状态,介绍了采用三角形托架施工零号块过程中的注意事项,对同类桥梁的施工具有一定的指导意义。关键词:连续刚构梁;三角托架;有限元法

　　1.工程概况

金水沟大桥采用预应力混凝土连续刚构与预应力混凝土连续梁组合结构型式,跨径组合为88m+5×136m+78m,其中

1、5、6墩顶设置支座,其余桥墩的主梁与墩顶固结。该桥上

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部为预应力混凝土变截面刚构连续箱梁,0号块长5.0m,1号块长3m,重200t。桥墩采用矩形薄壁空心墩,群桩基础。1#、

2、5墩高分别为18、60、35m;3、4墩高分别为93、98m,全桥

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墩台均采用钻孔灌注桩基础,桩径为1.7m。除2#、3、4、5墩#

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桩基础为嵌岩桩外,其余均为钻孔灌注摩擦桩。桥台采用柱式,钻孔摩擦灌注桩基础。

由于设计要求该桥0号块和两侧的1号块整体现浇,故必须采用托架进行施工。由于桥墩高度达98m,结构分块重量为

200t,给托架的设计和施工带来很大的困难。

2.托架结构形式

图1　三角托架的立面布置

根据以往的工程经验,采用三角形托架。托架由三角架、竖撑、斜梁和横向分配梁组成,均采用型钢加工。三角架采用

2根20号槽钢用缀板焊成箱形断面,用节点板进行连结。托

架上设6道横向系梁,一方面起到横向联结的作用,另一方面要做为侧模板的支撑杆,然后在每个三角架上设6根长度不等的竖向支撑杆,竖杆上设斜梁,这些杆件的尺寸均和三角架采用的杆件相同。在斜梁上方设5道横向分配梁,采用2根28号槽钢用缀板焊接为箱形。单侧托架用钢量18t。由于上部箱梁的重量除顶、底板外,大部分集中在两侧的肋板上,故托架布置时并不是等间距布置,而是中间稀,两侧密,具体布置见图1和图2。

三角形托架和墩身通过预埋钢板进行联结,在上锚点处设Φ32精轧螺纹钢,每个锚点处设四根,两端对称张拉,锚固在锚板上;下锚点采用焊接。

3.三角托架的有限元分析

图2　三角托架的半平面布置

为保证结构安全,利用大型有限元程序ANSYS,建立三维空间模型(见图3),对托架的受力状态进行了分析,分析时采用了空间梁单元,共划分1275个节点,1414个单元,分析得到收稿日期:2005-01-03

作者简介:曾周成(1968-),河南信阳人,工程师。

图3　三角形托架的三维有限元模型

杆件中的最大应力为93.6MPa,最大变形为4mm。已施工完毕的托架的实测变形值为3mm,两者吻合良好,表明了设计分析

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的准确性。

根据计算结果,发现在8个上锚点中,力的分配是中间小,两侧大,依次递增,因此为了保证结构安全,必须保证横向分配梁的刚度和正确安装。

　　在锚板预埋时,应保证位置准确,表面平整。注意使上、下锚板在同一个平面内,同时保证上下锚板在竖向位置上的一致。托架安装时,要确保托架安装位置的准确性,注意锚固点位置及托架在竖平面内位置的准确。分配梁和托架间应有足够的焊缝连结以保证荷载能均匀地分配。施工过程中应密切观察结构的变形情况,发现位移过大等导常情况,应立即停止施工。在拆除托架时,应检查结构的主要受力杆件是否有变形,若有变形应分析原因,以便在下一次施工时对相关杆件进行加固。托架预压时,应加15%的荷载,以消除非弹性压缩值,此时停止加载,测量托架变位,记录相关数据。继续加载至

50%的荷载值,测量变位,然后加到100%,再次测量变位,最

后加到105%,静置3天,观察结构杆件是否有变形,焊缝是否出现裂纹等。5.结语图4　托架弯矩图4.施工注意事项

目前已完成4个高墩的零号块和1号块的施工,结构的实测变形情况和计算结果十分接近,表明设计合理,取得了较大的经济效益和社会效益。

参考文献:

[1]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[M].北京:人民交通出版社,1999:

127-130.

[2]马保林.高墩大跨连续刚构桥[M].北京:人民交通出版社,1999:

69-70.

[3]JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[4]JTJ025-86,公路桥涵钢结构及木结构设计规范[S].

托架加工时要保证焊缝质量,采取合理的施焊顺序,保证焊接变形不能过大,焊缝尺寸要饱满,避免虚焊等现象。在托架起吊安装前,对重要部位的焊缝按设计和施工规范要求进行探伤。对目视检察不合格、探伤检查不合格的焊缝应进行及时的处理,以保证施工安全。对上锚点结点处的焊缝、尤其是槽钢与节点板连接的焊缝要严格检查。

对焊接变形过大处的节点板应进行矫形。必须保证锚板连接处的密贴,保证锚板焊缝连接质量,避免因锚板处存在较大的缝隙而导致焊缝拉裂,发生施工安全事故。

(上接第216页)类创造更加现代化的生活、学习和工作方式。

参考文献:

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将有关资源分门别类地加以组织,供读者使用。

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数字图书馆的迅速崛起,开辟了图书馆业的新纪元。随着科学进步的日新月异,特别是国际网络业的不断迅猛发展,图书馆业将会更加完善和先进,给进入21世纪网络时代的人

北京:高等教育出版社,2001.

[3]吴志荣.数字图书馆———从理论走向现实[M].上海:学林出版

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[4]范晓鹏.关于我国数字化图书馆建设的探讨[J].图书情报工作,

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