午啪啪夜福利无码亚洲,亚洲欧美suv精品,欧洲尺码日本尺码专线美国,老狼影院成年女人大片

1、高速鐵路連續梁拱橋拱肋施工方案對比分析 高速鐵路連續梁拱橋拱肋施工方案對比分析陳代海,馬鳳瑞,仇元淼,曹寧寧(鄭州大學土木工程學院,河南鄭州450001) 摘要一座高速鐵路橋梁跨越南水北調主干渠,橋型為梁拱組合體系拱橋,其鋼管拱肋施工方案由原來的豎向轉體施工轉變為支架施工。根據高速鐵路梁拱組合體系橋梁的結構特點,設計了一種適用于拱肋支架施工的支架結構。結合拱肋豎向轉體和支架拼裝2種施工方案,采用MIDAS/Civil模擬施工過程,并對各階段的關鍵截面內力、應力和豎向位移進行分析。結果表明:設計的支架結構強度、剛度和穩定性驗算結果均滿足規范和設計要求;與拱肋支架拼裝施工方案相比,豎向轉體施工方案2、中拱肋的內力、應力以及豎向位移較大,但亦滿足規范和設計要求,2種施工方案均合理可行;從拱肋受力、施工難易程度、經濟性、安全性等方面考慮,支架拼裝施工方案比豎向轉體施工方案更具有優越性。關鍵詞高速鐵路橋梁;連續梁拱橋;拱肋豎向轉體施工;拱肋支架施工;支架驗算目前,關于拱橋拱肋的施工技術和受力特性方面的研究文獻較多,文獻1以實際工程為背景,詳細闡述了鋼管拱豎向轉體施工方案、安裝方法及同步提升豎向轉體施工的控制要點;文獻2依托瀾滄江特大橋,對比分析了整體豎向轉體和二次豎向轉體2種施工方 案;文獻3-4研究了轉體施工牽引力和如何選擇轉體施工控制位置;文獻5提出了一種新型鋼-混凝土組合拱橋的豎向轉體體系3、,并對其關鍵部位進行了受力分析。文獻6提出了拱肋體系轉換與合龍控制的無應力狀態法及其工程 應用。文獻7提出了先支架拼裝再豎向轉體合龍的方案,通過方案比選,采用了單拱肋和雙拱肋單元整體吊裝相結合的“纜扣法”施工方案;文獻8對采用貝雷架體系搭建不同結構形式的拱肋支架方案進行了優化和研究;文獻9介紹了拱橋少支架施工技術。綜上所述,相關研究內容主要集中于拱肋豎向轉體施工方案、支架施工方案的介紹和某一種方案的相關計算、優化等,對2種施工方案中拱肋力學性能的對比分析相對較少。因此,本文以一座高速鐵路梁拱組合體系拱橋為例,設計了一種適用于拱肋支架施工的支架結構,根據拱肋豎向轉體和支架拼裝2種施工方案,運用有4、限元軟件MIDAS/Civil模擬施工過程,從而分析各施工過程中拱肋的內力、應力和豎向位移,并依此提出合理的施工建議。 1 工程背景1.1 工程概況一座高速鐵路橋梁跨越南水北調主干渠,主橋采用(74+160+74)m預應力混凝土連續梁與鋼管混凝土拱組合結構。橋梁全寬14. 2 m,防護墻內側凈寬9.0 m,中支點處(拱腳)局部加寬為16. 3 m。設計速度為350 km/h。拱肋采用鋼管混凝土結構,計算跨度為160.0 m,設計矢高為32.0 m,拱肋以施工拱軸線進行預制和拼裝。為節約成本 和加快施工進度,拱肋施工方案由原來的豎向轉體施工轉變為支架拼裝施工。主橋中跨設計如圖1所示。圖1 主橋中5、跨設計(單位:cm) 1.2 有限元建模拱肋鋼管、腹板、橫撐均采用Q345q-D鋼,吊桿采用LZM(k)7-I型吊桿系統。拱肋采用等高度啞鈴形截面,橫撐為空間桁架撐,采用4根450 mm主鋼管和32根250 mm連接鋼管組合而成。采用MIDAS/Civil建立全橋有限元模型,采用空間梁單元模擬橋墩、主梁和拱肋,采用桿單元來模擬吊桿和橫撐,采用彈性連接模擬支座,橋梁有限元模型如圖2所示。圖2 橋梁有限元模型 2 拱肋豎向轉體施工方案 2.1 施工工藝豎向轉體施工法的步驟是首先將拱圈從跨中分為兩半,在已有橋面上搭設支架,在支架上組拼拱肋;然后利用拉索牽引拱肋豎向轉體至設計標高,并在跨中合龍完成結構6、的安裝。拱肋豎向轉體施工步驟如下。1)在橋面架設、拼裝拱肋用臨時支架和拱肋豎向轉體用塔架,安裝張拉拉索用千斤頂及其他設備。 2)在橋面臨時支架上拼裝拱肋鋼管,焊接拱肋間橫撐,安裝拉索、攬風繩等臨時穩定設施。3)拱肋豎向轉體預張拉步驟:用千斤頂張拉拉索直至拱肋剛好脫離橋面臨時支架,在該狀態保持靜置12 h以上,并檢測拱肋關鍵截面的應力與豎向位移;檢查前吊點、拱腳、塔架鞍部、塔架底部、后錨點等關鍵部位的豎向位移與局部應力,如遇異常情況,應將拱肋放回支架后及時處理。4)拱肋豎向轉體步驟:兩半拱肋同時緩慢 起吊,起吊過程中監測關鍵部位的豎向位移與應力,拱肋轉體至高出設計標高2.2 m處停止起吊,而后緩7、慢放落拱肋至設計標高處。對拱軸線進行監測,確保其滿足設計要求,監測時需考慮鋼管拱彈性豎向位移的影響。5)拱肋豎向轉體到位后,當氣溫與主梁合龍溫度接近時,合龍鋼管混凝土拱肋,固結拱腳,拱腳處聯接鉸在上下弦管焊接固結后拆除。6) 拆除拉索、攬風繩、塔架、支架等臨時施工設施。拱肋豎向轉體施工示意如圖3。圖3 拱肋豎向轉體施工示意 2.2 拱肋豎向轉體時的內力、應力和豎向位移根據拱肋豎向轉體施工步驟,考慮拱肋吊裝過程中如圖3所示的6種不同工況,分別計算拱肋在拱腳、1/4跨以及跨中位置處的內力、應力和豎向位移,計算結果見表1。表1 各工況下拱肋的內力、應力、豎向位移注:應力正值為拉應力,負值為壓應力。響8、應位置工況1 工況2 工況3 工況4 工況5 工況6-1 388.04軸力/kN 1/4跨-1 188.49 -1 177.43 -1 159.89 -1 141.18 -1 106.24 -1 116.67跨中48.52 33.17 19.18 7.55 -2.78 -1.73拱腳-1 292.52 -1 317.39 -1 341.72 -1 365.12 -1 395.56拱腳 -135.50 -128.29 -117.85 -104.30 -80.41 -87.08剪力/kN 1/4跨34.77 59.43 56.88 53.63 48.70 50.10跨中-170.41 -163.59、0 -155.31 -135.60 -77.76 -115.14拱腳0 0 0 0 0 0彎矩/(kNm) 1/4跨1 819.10 1 766.37 1 608.30 1 400.39 941.77 1 078.86跨中-1 059.52 -917.28 -772.69 -488.39 -160.31 -239.16拱腳 -9.70 -9.90 -10.10 -10.30 -10.50 -10.50應力/MPa 1/4跨-32.00 -31.10 -29.00 -26.30 -20.20 -22.00跨中13.80 11.90 9.95 6.25 -2.07 -3.06拱腳0 0 0 0 010、 0豎向位移/mm 1/4跨-31.69 -29.47 -27.22 -23.39 -16.00 -18.10跨中12.91 13.17 12.38 9.80 2.70 5.00 由表1可知,豎向轉體施工過程中,拱肋的軸力最大值為1 395.56 kN;剪力最大值為170.41 kN;彎矩最大值為1 819.10 kNm;壓應力最大值為32.00 MPa,小于容許應力值210 MPa,出現在1/4跨處;拱肋最大豎向位移為31.69 mm,小于鋼結構規范撓度容許值L/1 000=160.00 mm,出現在1/4跨處。隨著拱肋吊裝高度的增加,除拱腳處,其他位置的拱肋軸力逐步減小,而剪力和彎矩最大值11、出現在剛起吊時,均位于規范和設計要求范圍內;與拱腳和跨中位置相比,拱肋 1/4跨處的應力較大,因此在施工過程中,應加強拱肋關鍵位置的應力和變形監控。 3 拱肋支架拼裝施工方案 3.1 支架設計與豎向轉體施工相比,支架拼裝施工無需大型的起吊設備,能節約成本;對拱肋的標高和平面位置的調整比較方便,能很好地控制拱軸線型;搭設支架平臺能方便工人施工,可操作性更強,加快了施工進度。結合高速鐵路梁拱組合橋的結構特點,設計一種適用于拱肋支架拼裝施工的支架結構,其中,支架的主要構件為3.5 m3.5 m的格構式鋼管立柱,由4根鋼管組成,鋼管直徑為0.5 m,壁厚為0.02 m,4根鋼管由角鋼組成的平聯進行連接12、,角鋼規格為100 mm 10 mm。立柱在縱橋向的布置間距:拱腳處間距為3.25 m,跨中處間距為1.25 m,其余位置的間距為10 m。立柱在橫橋向布置2排,凈距為4.8 m。采用有限元軟件MIDAS/Civil建立支架有限元模型,如圖4所示。圖4 支架的有限元模型3.2 支架驗算支架驗算內容包括強度、剛度和穩定性。支架承受的主要荷載為支架自重、拱自重、橫橋向風荷載,其中拱自重以節點荷載的形式施加于支架相應位置。根據鐵路橋涵設計基本規范(TB 10002.12005)計算得到橫橋向風荷載,并以均布荷載的形式作用于支架,永久荷載(支架和拱肋重量)的分項系數取1.2,可變荷載(風荷載)的分項系13、數取1.4,對支架結構進行靜力和屈曲分析,其應力和變形計算結果見表2。表2 支架在組合荷載作用下的應力和變形-47.29 0最大值(max) 47.20 8.48/mm最小值(min)響應應力/MPa 變形最大值出現位置跨中處支架下部跨中處支架上部由表2 可知,在組合荷載作用下,支架應力最大值為47.29 MPa,出現在跨中處支架下部,小于Q235鋼的容許應力160 MPa;支架的最大變形值為8.48 mm,出現在跨中處支架上部。對支架進行屈曲模態分析,支架的1階模態屈曲臨界荷載為組合荷載(包括支架自重、拱肋自重和風荷載)的83.84倍,2階模態、3階模態、4階模態的臨界荷載系數分別為83.914、7,84.58和84.71,各階模態的臨界荷載系數均遠大于設計限值4。由此可見,所設計支架的強度、剛度和穩定性均滿足規范和設 計要求,可用于高速鐵路梁拱組合橋拱肋的支架施工。 3.3 拱肋支架拼裝時的內力、應力、豎向位移拱肋支架拼裝過程中,從拱腳開始對稱拼裝拱肋,逐漸向跨中合龍,共分為7個施工階段。建立有限元模型模擬支架施工過程,并分析拱肋的內力、應力和豎向位移,計算結果見表3。表3 各施工階段拱肋的內力、應力和豎向位移最大值施工階段軸力/kN剪力/kN彎矩/(kNm)應力/MPa豎向位移/mm 1 -41.30 -54.70 123.70 1.61 -0.11 2 -43.10 -65.6015、 144.30 1.81 -0.12 3 -37.90 -65.20 140.30 0.83 -0.11 4 -38.90 -65.30 135.00 -1.72 -0.10 5 -35.40 -128.50 428.40 5.41(1/4跨) -0.89 6 -50.80 -127.10 431.90 -5.50 -1.10 7 -77.90 -167.30 565.90 -7.48 -1.31(跨中) 由表3可知,拱肋在支架施工過程中,軸力最大值為77.90 kN,剪力最大值為167.30 kN,彎矩最大值為565.90 kNm,均出現在拱肋合龍施工階段;拉應力最大值為5.41 MPa,出16、現在1/4跨,壓應力最大值為7.48 MPa,出現在拱肋合龍施工階段,小于容許應力210 MPa;拱肋最大豎向位移為1.31 mm,出現在跨中,小于容許豎向位移L/1 000=160.00 mm。隨著拱肋拼裝節段的增加,拱肋的內力、應力和豎向位移均呈逐漸增大的趨勢。當拱肋合龍時,拱肋處于最不利狀態,其響應值達到最大,但均位于規范和設計要求范圍內。 4 2種施工方案對比分析建立有限元模型模擬拱肋豎向轉體和支架拼裝2種施工方案的施工過程,計算 拱肋的內力、應力和豎向位移,拱肋響應的最大值見表4。表4 2種施工方案的拱肋內力、應力和豎向位移最大值施工方案軸力/kN/mm豎向轉體剪力/kN彎矩/(kN17、m)應力/MPa豎向位移-1 395.56 -170.41 1 819.10 -32.00 31.69支架拼裝 -77.90 -167.30 565.90 -7.48 1.31 由表4可知,從拱肋受力角度分析,與拱肋豎向轉體施工方案相比,支架拼裝施工方案中拱肋的內力、應力以及豎向位移均較小,支架拼裝施工方案比豎向轉體施工方案更具有優越性。從施工難易程度分析,支架拼裝施工方案更具操控性,施工方便;從經濟性、安全性方面考慮,支架拼裝施工方案不需大型機械設備,技術要求不高,施工更加經濟、安全。 5 結論1)設計了一種適用于拱肋支架拼裝施工的支架結構,其強度、剛度和穩定性驗算結果均滿足規范和設計要求。18、2)在拱肋豎向轉體施工過程中,隨著拱肋吊裝高度的增加,除拱腳處,其他位置的拱肋軸力逐漸減小,而剪力和彎矩最大值出現在剛起吊時,應力最大值為32.00 MPa,出現在拱肋1/4跨,小于規范要求的容許應力值。從拱肋受力角度分析,拱肋豎向轉體施工方案合理可行。3)在拱肋支架拼裝施工過程中,隨著拱肋拼裝節段的增加,拱肋的內力、應力和豎向位移均呈逐漸增大的趨勢,當拱肋合龍時處于最不利狀態,其響應值達到最大,但均位于規范和設計要求范圍內。4)相比于拱肋豎向轉體施工方案,支架拼裝施工方案中拱肋的內力、應力以及豎向位移 均較小,從拱肋受力、施工難易程度、經濟性、安全性等方面考慮,支架拼裝施工方案比豎向轉體施工19、方案更具有優越性,該高速鐵路梁拱組合橋梁的拱肋施工可變更為支架拼裝施工方案。參考文獻1張國云,張益多,鮑麗麗.京滬高鐵跨錫澄運河系桿拱橋拱肋施工技術J.施工技術,2012, 41(5):35-37. 2張愛花.瀾滄江特大橋提籃拱豎轉施工方案比選J.橋梁建設,2010,40(4):79-82. 3何永昶.高速鐵路超大噸位自錨式拱橋轉體施工技術J.鐵道建筑,2011, 51(2):85-87. 4張星.箱肋拱橋豎向轉體施工技術研究J.橋隧工程,2015(11):230-232. 5朱世峰,周志祥.鋼-混凝土組合拱橋豎轉施工體系研究J.施工技術,2009, 38(7):64-68. 6孫九春,葉小鵬20、.浦東大道9號橋豎轉提升關鍵施工技術J.施工技術,2016,45(11):36-38,45. 7趙劍發.準朔鐵路黃河特大橋主橋鋼管拱架設方案比選J.橋梁建設,2015,45(1):108-113. 8馬祥春.大跨徑鋼管混凝土系桿拱橋拱肋支架方案優化研究J.施工技術,2014, 43(增):248-251. 9曾慶華.南水北調拱橋拱肋少支架吊車安裝施工方法J.河南水利與南水北調,2014(17):43-44. Comparative Analysis of Arch Rib Construction Schemes for High Speed Railway Continuous Girder21、-Arch Bridge CHEN Daihai,MA Fengrui,QIU Yuanmiao,CAO Ningning (School of Civil Engineering,Zhengzhou University, Zhengzhou Henan 450001,China) Abstract A high speed railway girder-arch combination arch bridge was constructed across the mail canal of the South-to-North W ater Diversion Project.T he c22、onstruction scheme of its steel tube arch rib was changed from the vertical rotation construction to support construction.According to the structure characteristics of the high speed railway girder-arch combination arch bridge,a kind of support structure for the support construction was designed.Com23、bining with the two kinds of construction schemes,the construction process were simulated by using M IDAS/Civil.T he internal force,stress and displacement of the key sections were analyzed in each stage.T he results show that the strength,stiffness and stability of the support structure all meet th24、e specification and design requirements.T he internal force,stress and vertical displacement of arch rib are larger in the vertical rotation construction scheme than the support construction scheme,but the values all meet the specification and design requirements,so the two construction schemes are 25、feasible.T he support construction scheme has more advantages than vertical rotation construction scheme in terms of the arch rib stress,degree of construction difficulty,economy and safety. Key words High speed railway;Continuous girder-arch bridge;Vertical rotation construction of arch rib;Support construction of arch rib;Checking computation of support structure 中圖分類號U445.46 文獻標識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2017.09.14 文章編 號:1003-1995(2017)09-0060-04 (責任審編鄭冰) 收稿日期:2017-06-27; 修回日期:2017-08-30 基金項目:國家自然科學基金(51408557);中國博士后科學基金(2013M541995) 作者簡介:陳代海(1982),男,副教授,博士。 E-mail:chendaihai1982