武汉青山长江公路大桥北塔临时横撑设计

发布时间：2020-12-29 00:58

　　武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,桥塔采用A形混凝土结构,仅设上横梁、无下横梁,北塔高279.5m,塔座处两塔肢间距62m。塔柱采用液压爬模施工,在塔柱悬臂施工过程中,根据塔柱施工线形及塔肢截面弯矩控制需要,在桥塔两塔肢范围内共布置了13道主动临时横撑,临时横撑由牛腿、横撑钢管、起顶系统、钢楔块四部分组成。采用MIDAS Civil软件建立桥塔施工阶段有限元模型,按照以桥塔线形控制为主、内力为辅的原则确定了临时横撑对顶力及最大内力,并根据临时横撑最大内力进行横撑钢管截面配置、牛腿设计。通过分析确定该桥中、下塔柱临时横撑按从中部往两端的顺序拆除,上塔柱临时横撑按照从上端往下端的顺序拆除。 

【文章来源】：桥梁建设. 2020年S1期 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

临时横撑布置

悬臂施工时，在倾斜塔肢自重、施工荷载等作用下，桥塔根部形成极大的弯矩。为确保桥塔施工过程中无裂缝出现，以桥塔根部截面最大拉应力≤1.0MPa作为控制值（塔柱采用C55混凝土，抗拉强度设计值1.89 MPa，除以材料分项系数1.7，其容许抗拉承载力1.1MPa），确定塔肢最大允许悬臂施工高度为40.2m。由于该桥桥塔无下横梁，上横梁施工前，两侧塔肢完全由横撑对撑，结合塔柱分节及计算情况，考虑安全因素，确定了横撑间距。在考虑爬模工作空间后，确定第1道临时横撑位于塔座以上21m处；第2道横撑以第1道横撑处塔肢截面应力进行控制，按此原则逐层确定每层横撑的设置位置。通过分析确定该桥共布置13道临时横撑。其中，该桥下塔柱布置2道临时横撑，间距21m；中塔柱布置6道临时横撑，间距18m；上塔柱布置5道临时横撑，间距18m。13道临时横撑编号自塔座向上至塔顶依次为G1～G13。临时横撑布置见图2。图2 临时横撑布置

针对已确定位置的临时横撑，采用MIDAS Civil软件建立桥塔施工阶段有限元模型（图3）。模型中，塔肢采用梁单元模拟[7-8]；塔底固结，临时横撑与塔肢单元采用只受压弹性连接；横撑钢管对顶力采用温度荷载（可以准确地模拟施工中临时横撑钢管内力变化，并可反映钢管压缩变形对桥塔线形的影响）模拟。施工中荷载主要包括桥塔自重、爬模荷载、支架荷载（上横梁、塔柱合龙段）、风荷载、临时横撑钢管对顶力。每层临时横撑的顺桥向2根钢管采用1个等刚度梁单元代替。桥塔常温下受力计算假定温度为15℃（主桥钢结构设计基准温度）。由于该桥塔肢悬臂较长，塔肢水平位移对顶推力较为敏感。因此，临时横撑对顶力设计原则为以桥塔线形控制为主，内力为辅。设计时，要求塔柱施工过程中单塔肢最大位移≤20mm，塔柱混凝土最大拉应力≤1.0 MPa。通过有限元计算得到G1～G13横撑对顶力分别为2 200,2 500,1 800,2 000,2 300,2 200,2 000,1 500,3 000,1 800,1 800,1 800,600kN。


本文编号：2944691