發(fā)布時間：2021-01-11 19:24

　　研究目的:有關鋼桁梁頂推施工的研究大多局限于桿系有限元的靜力學分析,然而鋼梁頂推是一個動態(tài)過程,橋墩-鋼梁-滑塊-滑道梁相互作用成為三維空間體系,力學機制復雜,目前對頂推動態(tài)過程的計算分析較為少見。鑒于此,本文采用數(shù)值模擬和試驗監(jiān)控相結合的手段,對三門峽黃河公鐵兩用橋鋼梁頂推過程進行動力學分析,以便明確各細部結構的受力狀況,為主體結構的安全施工提供技術保障。研究結論:（1）頂推過程中墩身承受交替變化的拉/壓應力,初始階段的拉應力和變形較大,隨著向托梁中部頂推,橋墩拉應力和變形減小,易開裂區(qū)向弧形帽梁底部擴展;（2）滑道梁的應力和變形隨著滑塊接近托梁中部逐漸減小且分布趨于均勻,最大應力出現(xiàn)在腹板與加勁肋連接位置;（3）滑塊在頂推初始階段出現(xiàn)類似"爬坡"的現(xiàn)象,與滑道梁接觸面的受力、變形不均勻,且存在靜-動摩擦系數(shù)的轉變,導致橋墩在頂推開始時刻承受一定水平力;（4）本文研究可用于指導高墩多跨連續(xù)鋼桁梁的頂推施工。 

【文章來源】：鐵道工程學報. 2020,37(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

主橋橋跨布置圖

根據(jù)主橋和頂推裝置的設計圖紙，建立橋墩-滑塊-滑道梁的實體有限元模型。主墩為門型空心墩，采用C40混凝土，墩帽橫橋向寬33.6 m，順橋向寬7.6 m。本文選擇鋼梁首次過邊孔的10號墩為建模對象，墩高61 m，底部實體段高2.0 m�；懒汉突瑝K為全焊接結構，材質(zhì)為Q345鋼，采用4節(jié)點減縮積分殼單元S4R建模。主墩采用實體單元模擬，單元類型為線性四面體單元C3D4。橋墩-滑道梁-滑塊按照對應的位置關系組合為裝配體，整體網(wǎng)格模型如圖3所示。模型各部件之間定義合適的接觸關系，鋼滑道梁置于主墩混凝土托梁表面，與預埋錨板焊接，兩接觸面相當于固結，設置為tie連接方式�；瑝K和滑道梁之間存在法向傳力和切向摩擦作用，但需要指出的是，三門峽黃河橋鋼桁梁采用拖拉式頂推，水平推力與滑動摩擦力在頂推裝置內(nèi)部互相平衡，主墩不受水平力作用。因此，計算模型忽略滑塊和滑道梁之間的摩擦力，切向定義為無摩擦(Frictionless)，法向定義為“硬”接觸(Hard Contact)模式。根據(jù)全橋桿系有限元計算結果確定鋼梁中桁最大支反力為1 720 t，邊桁最大支反力為1 150 t。以面荷載的形式施加于滑塊表面以模擬對鋼桁梁的支撐作用。橋墩底面設置為固結約束，滑塊施加縱向速度，釋放豎向位移及轉動自由度。計算模型邊界及荷載施加情況如圖4所示。圖4 模型荷載及邊界施加

圖3 計算模型整體網(wǎng)格為便于分析，規(guī)定頂推坐標系如圖5所示。坐標原點位于滑道梁中點，順橋向為X軸，豎橋向為Y軸，滑塊位于距離混凝土托梁中線6 m處(X=6 m)，每小時滑移約6 m，在2 h內(nèi)滑移至托梁另一側，即X=-6 m處。

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]鋼梁施工多點同步頂推技術及質(zhì)量安全控制[J]. 王偉寧,張利英.  鐵道工程學報. 2010(05)
[3]我國正在設計修建的特大跨度鐵路橋梁及其技術特點[J]. 劉輝,徐恭義.  鐵道工程學報. 2007(09)
[4]鋼桁梁橋施工架設方法研究綜述[J]. 岳麗娜,陳思甜.  公路交通技術. 2006(03)



本文編號：2971340