【摘 要】
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斜拉桥作为大跨径桥梁的主要结构形式,已经得到了广泛的应用,而叠合梁因其强度大、刚度大、延性好等优点成为斜拉桥主梁的常用形式之一。相比于采用单一材料的斜拉桥,叠合梁斜拉桥受力复杂且施工难度更大,研究其施工全过程控制及施工方法的优化具有重要实际意义。本文以珠海市洪鹤大桥为工程背景,对其施工过程及施工方法进行分析,具体研究内容如下:(一)采用MidasCivil对磨刀门水道主航道桥进行仿真模拟分析,建立
【基金项目】
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广东省自然科学基金项目(2021A1515012405); 广州市珠江科技新星项目(201906010009)
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斜拉桥作为大跨径桥梁的主要结构形式,已经得到了广泛的应用,而叠合梁因其强度大、刚度大、延性好等优点成为斜拉桥主梁的常用形式之一。相比于采用单一材料的斜拉桥,叠合梁斜拉桥受力复杂且施工难度更大,研究其施工全过程控制及施工方法的优化具有重要实际意义。本文以珠海市洪鹤大桥为工程背景,对其施工过程及施工方法进行分析,具体研究内容如下:(一)采用MidasCivil对磨刀门水道主航道桥进行仿真模拟分析,建立了全桥有限元模型。结合最小弯曲能量法,通过影响矩阵,综合考虑各构件控制条件,利用软件的“未知荷载系数”功能及索力调整功能可以较为简便地求解出一套合理的成桥索力。同时分析了钢绞线拉索弹性模量的修正方法,推导出多丝钢绞线弹性模量修正通用公式。通过对拉索弹性模量修正的影响研究,得出拉索弹性模量为大跨度叠合梁斜拉桥施工过程控制中的主要影响参数。在采用平行钢绞线拉索的大跨度缆索体系桥梁模拟计算中,应考虑钢绞线拉索弹性模量的修正。(二)详细阐述了横桥向采用钻石型的8#墩主塔施工方案。对主塔施工过程中设置的横向临时拉杆和撑杆进行了计算分析,结果表明临时横向拉杆、撑杆能有效减少混凝土塔柱施工过程中产生的拉应力,防止其开裂;温度对钢管横撑受力影响较大,在使用及拆除阶段应避免现场气温产生较大变化。临时横撑本身属于细长受压杆,同时横撑端头混凝土满足局部承压受力状态,分别对横撑稳定性及端头局部承载力进行计算分析,结果表明横撑及混凝土局部承压面强度满足安全要求。(三)通过建立相关坐标系,推导出梁段制造和安装误差累积计算表达式,并以此为基础计算分析了拼装误差对合龙和成桥线形及内力的影响,得出在施工过程中进行拼装误差控制是非常必要的。研究了安装线形和安装标高的联系和区别,提出一种钢梁拼装过程中控制拼梁高程的“相对高差法”。详细阐述了合龙口误差调整措施,提出一种临时锁定合龙技术。通过提前观测合龙口状态,采用工具板焊接临时锁定合龙口状态,合龙后立即解除塔梁临时锚固可提高合龙工效,降低合龙难度,保障桥梁结构安全。(四)研究了8#墩无支架架设墩顶三节段叠合梁的施工方法,该方法的关键技术要点是需要一台设备在0号节段上拼装一台架梁吊机,拼装好的架梁吊机能在0号、1号节段上安全转体。在该方法中采取不对称初张拉1号斜拉索的措施,能有效降低施工风险,改善钢梁受力状况。通过对其技术要点进行了计算,可对现场施工起到指导作用。
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