宽幅混凝土箱梁现浇支架受力性能及优化分析

发布时间：2020-10-21 14:42

　　由于混凝土现浇支架具有对使用机具和机械起重设备要求较低,实用性强,施工使用方便,搭设时间短,便于拆卸,可以重复使用的优点,因而能够大面积覆盖使用与各种中小跨径桥梁设计施工中。因桥梁跨径的不断增大,支架的搭设也越来越复杂,支架结构的超静定次数次数随之增大,仅采用满堂支架体系无法满足大跨度桥梁的现浇施工要求,所以贝雷梁柱式组合支架便应运而生,该组合体系支架能更好的适用于各种复杂地形和支架高度要求。本文以嘉鱼长江大桥整个北边跨混凝土支架现浇段为依托工程,基于Midas civil建立了钢管贝雷梁现浇支架有限元模型,对钢管贝雷梁现浇支架的受力性能进行了系统的计算分析,采用理正软件电算和手算对比对桩基承载力进行了验算。主要的研究成果如下:(1)对混凝土现浇支架进行了分类,对各个施工方法及国内外发展状况进行了简要的介绍,阐述了各种用于计算支架的方法及支架相关强度和稳定性方面的理论,对桩基承载力计算理论进行了阐述。(2)对整个嘉鱼长江大桥北边跨支架纵、横向布置进行详细分析,横向布置通过大型有限元分析软件Midas civil 2015建立了三个横向单排有限元模型进行对比优化分析,确定了支架横向布置的优化后的方案,即为横向8根桩既满足受力要求又满足经济性最省的要求;基于纵向布置主要受地形和地质条件的影响,对支架的纵向布置结合造价进行了综合考虑,最终优化的结果为跨堤桥处采用12.75m+17m+12.75m纵向布跨,贝雷梁采用双层布置,其他三跨采用8.5m和9m的标准跨径,贝雷梁采用单层布置。(3)在纵、横向布置优化的基础上,对嘉鱼长江大桥北边跨第一跨钢管贝雷梁柱式支架运用有限元软件Midas civil建模,对支架体系采用荷载分区一次性加载的方式进行了详细的计算分析,得到支架各构件的强度、刚度、整体稳定性均满足要求。(4)在纵、横向布置优化的基础上,对嘉鱼长江大桥北边跨支架现浇段第三、四跨之间的墩顶及其附近支架现浇段运用有限元软件Midas civil进行计时程工况分析,对各个工况荷载作用下钢管贝雷梁现浇支架的应力与变形进行了反复修正与验算,得到贝雷梁和立柱的强度、刚度均满足要求。通过(3)和(4)两种不同的加载方式,钢管贝雷梁支架均能满足受力要求,荷载分区一次性加载的方式建模方便快捷,但按时程分析分部加载的方式与施工的具体过程一致,符合工程质量控制中的过程控制要求,两种建模的加载方式都能够为以后的现浇混凝土支架验算提供参考价值。(5)对嘉鱼长江大桥第三跨的21#～24#运用Midas civil建模,用Midas FEA建立2×9m箱梁实体模型,分析横向预应力张拉后对支架的影响,并根据实际影响提出了具体有针对性建议。(6)最后在上文Midas civil进行反力计算的基础上,对嘉鱼长江大桥第二跨(跨径85m)跨堤桥处桩基承载力通过手算与电算进行了对比验算分析,理正软件计算值比手算值稍微偏大,手算和电算均表明各部位各桩的承载力明显都大于其对应的反力,所以该摩擦桩的承载力满足规范要求。(7)基于嘉鱼长江大桥北边跨的地质条件,通过提取上文桩基承载力计算数据,应用最小二乘法原理对该数据进行回归分析,拟合得出在跨堤桥处特定地质条件下,桩基直径一定时,桩基承载力与桩基深度近似线性关系,并对拟合曲线从安全角度加以修正得到修正曲线为:Ra=153.224848h-1597.77,其工程意义就是对于桩基位置稍有变动,其地质条件不变的情况下可以根据桩基反力的大小,可大致判断桩基打多深,希望可以给类似桩基承载力计算工作提供参考。
【学位单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U445.4
【部分图文】：

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这种梁的节长是固定不变的，制作长度为３ｍ，在粱场焊接连接起来，节外使用销子连接在一起，这样是六四式军用匀，抵抗外荷载能力较强。??雷梁钢管贝雷梁柱式支架的原材料为钢管片，钢管片与接成整体，钢管片主要有型钢焊接而成，每片节长为３ｍ。单弦杆的两侧为阴阳接头，在连接处安置销孔方便销子将贝雷梁弦杆的材料一般采用１００ｘ４８ｘ５．３的１０号槽钢，为了方便连接孔。桁架结合部进行加固架大多会选用支撑架，这样加固才能底部安装四块垫块，每块垫块都布设在横梁上，在垫板上都会内移动的凸榫。一般在竖杆的底部也就是接近下弦杆的那一边鞘将桁架连接在一起。桁架销子材料为３０ＣｒＭｎＳｉ，其直径为节，节内杆件之间采用焊接，节与节之间采用销子连接，使贝

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至少造成６０名工人丧生，１５０人受伤，数十人失踪，多国民众遇难。??（８）?２０１０年１月３日，云南省昆明某机场引桥在浇筑混凝土过程中发生塌陷，??共造成７人死亡，２６人轻伤，８人重伤。如图１．２。??（９）?２０１２年十一月初，合肥市一施工过程中在钢管贝雷梁柱式支架出现倾斜，由??于处理及时，没有造成更大的伤亡和经济损失，仅有一名当值工人受伤。??（１０）?２０１４年３月１３日，江苏浙江青田地区修建梁桥过程中支架坍塌，事故导??致共计两人死伤。如图１．３??图１．２昆明新机场引桥支架倒塌事故??４??

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