寬幅混凝土箱梁現(xiàn)澆支架受力性能及優(yōu)化分析

發(fā)布時(shí)間：2020-10-21 14:42

　　由于混凝土現(xiàn)澆支架具有對(duì)使用機(jī)具和機(jī)械起重設(shè)備要求較低,實(shí)用性強(qiáng),施工使用方便,搭設(shè)時(shí)間短,便于拆卸,可以重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn),因而能夠大面積覆蓋使用與各種中小跨徑橋梁設(shè)計(jì)施工中。因橋梁跨徑的不斷增大,支架的搭設(shè)也越來(lái)越復(fù)雜,支架結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)次數(shù)隨之增大,僅采用滿堂支架體系無(wú)法滿足大跨度橋梁的現(xiàn)澆施工要求,所以貝雷梁柱式組合支架便應(yīng)運(yùn)而生,該組合體系支架能更好的適用于各種復(fù)雜地形和支架高度要求。本文以嘉魚長(zhǎng)江大橋整個(gè)北邊跨混凝土支架現(xiàn)澆段為依托工程,基于Midas civil建立了鋼管貝雷梁現(xiàn)澆支架有限元模型,對(duì)鋼管貝雷梁現(xiàn)澆支架的受力性能進(jìn)行了系統(tǒng)的計(jì)算分析,采用理正軟件電算和手算對(duì)比對(duì)樁基承載力進(jìn)行了驗(yàn)算。主要的研究成果如下:(1)對(duì)混凝土現(xiàn)澆支架進(jìn)行了分類,對(duì)各個(gè)施工方法及國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹,闡述了各種用于計(jì)算支架的方法及支架相關(guān)強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面的理論,對(duì)樁基承載力計(jì)算理論進(jìn)行了闡述。(2)對(duì)整個(gè)嘉魚長(zhǎng)江大橋北邊跨支架縱、橫向布置進(jìn)行詳細(xì)分析,橫向布置通過(guò)大型有限元分析軟件Midas civil 2015建立了三個(gè)橫向單排有限元模型進(jìn)行對(duì)比優(yōu)化分析,確定了支架橫向布置的優(yōu)化后的方案,即為橫向8根樁既滿足受力要求又滿足經(jīng)濟(jì)性最省的要求;基于縱向布置主要受地形和地質(zhì)條件的影響,對(duì)支架的縱向布置結(jié)合造價(jià)進(jìn)行了綜合考慮,最終優(yōu)化的結(jié)果為跨堤橋處采用12.75m+17m+12.75m縱向布跨,貝雷梁采用雙層布置,其他三跨采用8.5m和9m的標(biāo)準(zhǔn)跨徑,貝雷梁采用單層布置。(3)在縱、橫向布置優(yōu)化的基礎(chǔ)上,對(duì)嘉魚長(zhǎng)江大橋北邊跨第一跨鋼管貝雷梁柱式支架運(yùn)用有限元軟件Midas civil建模,對(duì)支架體系采用荷載分區(qū)一次性加載的方式進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算分析,得到支架各構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性均滿足要求。(4)在縱、橫向布置優(yōu)化的基礎(chǔ)上,對(duì)嘉魚長(zhǎng)江大橋北邊跨支架現(xiàn)澆段第三、四跨之間的墩頂及其附近支架現(xiàn)澆段運(yùn)用有限元軟件Midas civil進(jìn)行計(jì)時(shí)程工況分析,對(duì)各個(gè)工況荷載作用下鋼管貝雷梁現(xiàn)澆支架的應(yīng)力與變形進(jìn)行了反復(fù)修正與驗(yàn)算,得到貝雷梁和立柱的強(qiáng)度、剛度均滿足要求。通過(guò)(3)和(4)兩種不同的加載方式,鋼管貝雷梁支架均能滿足受力要求,荷載分區(qū)一次性加載的方式建模方便快捷,但按時(shí)程分析分部加載的方式與施工的具體過(guò)程一致,符合工程質(zhì)量控制中的過(guò)程控制要求,兩種建模的加載方式都能夠?yàn)橐院蟮默F(xiàn)澆混凝土支架驗(yàn)算提供參考價(jià)值。(5)對(duì)嘉魚長(zhǎng)江大橋第三跨的21#～24#運(yùn)用Midas civil建模,用Midas FEA建立2×9m箱梁實(shí)體模型,分析橫向預(yù)應(yīng)力張拉后對(duì)支架的影響,并根據(jù)實(shí)際影響提出了具體有針對(duì)性建議。(6)最后在上文Midas civil進(jìn)行反力計(jì)算的基礎(chǔ)上,對(duì)嘉魚長(zhǎng)江大橋第二跨(跨徑85m)跨堤橋處樁基承載力通過(guò)手算與電算進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)算分析,理正軟件計(jì)算值比手算值稍微偏大,手算和電算均表明各部位各樁的承載力明顯都大于其對(duì)應(yīng)的反力,所以該摩擦樁的承載力滿足規(guī)范要求。(7)基于嘉魚長(zhǎng)江大橋北邊跨的地質(zhì)條件,通過(guò)提取上文樁基承載力計(jì)算數(shù)據(jù),應(yīng)用最小二乘法原理對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,擬合得出在跨堤橋處特定地質(zhì)條件下,樁基直徑一定時(shí),樁基承載力與樁基深度近似線性關(guān)系,并對(duì)擬合曲線從安全角度加以修正得到修正曲線為:Ra=153.224848h-1597.77,其工程意義就是對(duì)于樁基位置稍有變動(dòng),其地質(zhì)條件不變的情況下可以根據(jù)樁基反力的大小,可大致判斷樁基打多深,希望可以給類似樁基承載力計(jì)算工作提供參考。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U445.4
【部分圖文】：

示意圖,單片,鋼管,示意圖

這種梁的節(jié)長(zhǎng)是固定不變的，制作長(zhǎng)度為３ｍ，在粱場(chǎng)焊接連接起來(lái)，節(jié)外使用銷子連接在一起，這樣是六四式軍用勻，抵抗外荷載能力較強(qiáng)。??雷梁鋼管貝雷梁柱式支架的原材料為鋼管片，鋼管片與接成整體，鋼管片主要有型鋼焊接而成，每片節(jié)長(zhǎng)為３ｍ。單弦桿的兩側(cè)為陰陽(yáng)接頭，在連接處安置銷孔方便銷子將貝雷梁弦桿的材料一般采用１００ｘ４８ｘ５．３的１０號(hào)槽鋼，為了方便連接孔。桁架結(jié)合部進(jìn)行加固架大多會(huì)選用支撐架，這樣加固才能底部安裝四塊墊塊，每塊墊塊都布設(shè)在橫梁上，在墊板上都會(huì)內(nèi)移動(dòng)的凸榫。一般在豎桿的底部也就是接近下弦桿的那一邊鞘將桁架連接在一起。桁架銷子材料為３０ＣｒＭｎＳｉ，其直徑為節(jié)，節(jié)內(nèi)桿件之間采用焊接，節(jié)與節(jié)之間采用銷子連接，使貝

新機(jī)場(chǎng),倒塌事故,引橋,昆明

至少造成６０名工人喪生，１５０人受傷，數(shù)十人失蹤，多國(guó)民眾遇難。??（８）?２０１０年１月３日，云南省昆明某機(jī)場(chǎng)引橋在澆筑混凝土過(guò)程中發(fā)生塌陷，??共造成７人死亡，２６人輕傷，８人重傷。如圖１．２。??（９）?２０１２年十一月初，合肥市一施工過(guò)程中在鋼管貝雷梁柱式支架出現(xiàn)傾斜，由??于處理及時(shí)，沒(méi)有造成更大的傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，僅有一名當(dāng)值工人受傷。??（１０）?２０１４年３月１３日，江蘇浙江青田地區(qū)修建梁橋過(guò)程中支架坍塌，事故導(dǎo)??致共計(jì)兩人死傷。如圖１．３??圖１．２昆明新機(jī)場(chǎng)引橋支架倒塌事故??４??

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