某斜拉橋主塔橫撐及對拉系統(tǒng)計算分析.pdf

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1、56低溫建筑技術(shù)2015年第8期(總第206期)DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．08．021某斜拉橋主塔橫撐及對拉系統(tǒng)計算分析趙思同。，常誠。(1．蘭州理工大學(xué)±木工程學(xué)院，蘭州730050；2．甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限責(zé)任公司，蘭州7300503．長安大學(xué)，西安710064)【摘要】某斜拉橋的主塔施工橫撐用于施工階段斜拉索向主塔內(nèi)側(cè)的拉力，但由于高塔受力較矮塔受力更為不利，因此此計算方法僅以高塔為例進(jìn)行計算分析。通過其橫撐頂推力及鋼絞線的預(yù)拉力、橫撐鋼管穩(wěn)定性、鋼絞線拉應(yīng)力及提升支架進(jìn)行計算分析，用于滿足上橫梁施工支架安裝的提升支架受力和變形均滿足設(shè)

2、計要求?！娟P(guān)鍵詞】橫撐；頂推力；溫度荷載；鋼管穩(wěn)定性；對拉系統(tǒng)；提升支架【中圖分類號】TU745．2【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】1001—6864(2015)08—0056—04斜拉橋在主塔施工期間，所使用的主塔橫向支撐用于滿足主塔的橫向穩(wěn)定性，提供了主要的拉力，并確保上橫梁施工階段支架安裝的安全性。但是，在施工期間，要使橫向支撐滿足其設(shè)計要求及在施工階段可變荷載工況的影響下為主塔提供有效內(nèi)力支撐，必須對橫向支撐進(jìn)行橫撐頂推力及鋼絞線的預(yù)拉力、橫撐鋼管穩(wěn)定性、鋼絞線拉應(yīng)力及提升支架進(jìn)行計算分析。本文利用Midascivil有限元模擬計算軟件進(jìn)行模擬算例分析和計算，并對該橋梁主塔施的工

3、階段進(jìn)行了分析計算，研究了其橫撐頂推力以及鋼絞線的預(yù)拉力、橫向支撐撐鋼管的穩(wěn)定性、鋼絞線的預(yù)拉應(yīng)力以及提升支架內(nèi)力的變化情況。圖1主塔塔柱橫向撐及對拉布置圖1工程概況此斜拉橋的主塔施工橫撐，主要作用為在現(xiàn)場施(1)塔柱鋼筋混凝土容重：=26kN／m。工階段支撐主塔內(nèi)側(cè)的拉力，該拉力沿斜拉索方向。(2)爬模及臨時施工荷載：F=2000kN。主塔橫梁的對拉作用主要為施工上橫梁時對施工支(3)上橫梁施工斜撐向主塔外側(cè)的水平撐力為架與塔柱向外側(cè)的推力提供平衡條件，橫梁可以較好569t，向下的壓力為693t。的參與控制塔柱施工過程中對橋梁線形的控制，使其2．2塔柱橫撐頂推力以及對拉鋼絞線的預(yù)拉

4、力計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力較為容易滿足施工及設(shè)計要求。通過對2．2．1不考慮溫度荷載作用時橫撐力計算主塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖以及實施方案的對比分析發(fā)現(xiàn)：高塔柱及橫向支撐采用梁單元模擬，對拉鋼絞線以塔受力較矮塔受力更為不利，故本計算僅以高塔為例及斜拉索，采用桁架單元中索單元來進(jìn)行模擬。根據(jù)進(jìn)行計算分析。該斜拉橋主塔在塔身高程為塔柱施工節(jié)段劃分上橫梁及斜拉索的施工順序、橫撐+137．5m處設(shè)置橫向支撐，該橫向支撐由兩根圓形鋼及對拉鋼絞線的安裝步驟的要求。計算工況：管組成，圓形鋼管規(guī)格為qbl000X14。且該橫向支撐工況一：下橫梁及0塊已經(jīng)完場施工，塔柱完成內(nèi)部按要求設(shè)制2臺配套液壓千斤頂，以便于同步頂施工

5、的第15個節(jié)段，爬模已經(jīng)爬升至第16節(jié)段，橫撐推至設(shè)計噸位。另外，在主塔高程+138．5m處設(shè)置一尚未安裝。道對由兩束l9一15．2的鋼絞線組成的對拉索，對拉工況二：塔柱的第16節(jié)段未進(jìn)行施工，首層橫撐索有端部設(shè)置的配套千斤頂來進(jìn)行作業(yè)，單束鋼絞線安裝完成并已經(jīng)施加預(yù)頂力。分別配套專門千斤頂，其完成同步對拉至設(shè)計噸位。工況三：第一對斜拉索已經(jīng)施工完成。橫向支撐主要部件，如圖1所示。工況四：完成l塊的施工并且已經(jīng)掛設(shè)第二對斜2計算分析拉索。2．1計算參數(shù)工況五：安裝完成對拉鋼絞線并預(yù)拉到設(shè)計噸位。趙思同等：某斜拉橋主塔橫撐及對拉系統(tǒng)計算分析57工況六：施工上部橫梁。(2)當(dāng)鋼管橫向支撐

6、實際溫度與橫向支撐初始橫撐擬施加的預(yù)頂力取F=lOt／根，每束對拉鋼安裝溫度相比，降溫15~C時，主塔應(yīng)力、變形及鋼管橫絞線的預(yù)拉力為300t，兩束共600t。撐內(nèi)力以及鋼絞線內(nèi)力變化見表3。不同工況下的內(nèi)力值通過整理，結(jié)果見表1。表3降溫15~C各工況下塔柱及橫撐受力主塔柱混凝土受壓應(yīng)力最大值為4．7MPa，混凝土受壓滿足規(guī)范要求；當(dāng)主塔施工至工況一時，塔柱已項目工況一工況二工況三工況四工況五工況六澆筑完約15節(jié)段，位于下橫梁附近的混凝土強(qiáng)度已達(dá)塔柱應(yīng)力一3．6—3．5—4．1—4．7—4．9—4．9到設(shè)計值，滿足規(guī)范要求。上橫粱處位移／mm3—2—1—170單~tJj／t一一2．

7、7—3．5—5．7—291．8—27．4表1各工況下塔柱及橫撐受力每束鋼絞線拉力／l一一一一600606項目工況一工況二工況三工況四工況五工況六注：表中“+”為拉應(yīng)力，“一”為壓應(yīng)力；塔柱頂端位移以向內(nèi)傾斜為正，向外傾斜塔柱應(yīng)力一3．6—3．4—3．9—4．5—4．7—4．7為負(fù)。上橫梁處位mm3—2—3—43—3當(dāng)橫撐管降溫15~C時，由計算可得主塔柱混凝土單管橫撐力／t一一10．4—11．1—13．3—296．6—32．2受壓應(yīng)力最大值為4．9MPa，