关键词:
琵琶型斜独塔
混合梁斜拉桥
宽幅钢箱梁
施工监控
敏感性分析
摘要:
斜拉桥作为大跨径桥梁常用结构型式目前得到普遍应用。不同结构类型的斜拉桥,施工期间需进行施工监控,以保证成桥后桥梁线形和受力状态符合设计要求。本文以湖北宜昌市香溪河大桥为工程背景,首先利用Midas Civil有限元软件,建立非对称琵琶型斜独塔斜拉桥全桥空间梁单元模型,分析不同施工阶段钢箱梁和非对称琵琶型斜独塔受力状态,优化钢箱梁安装和斜独塔背撑安装拆除方案;利用Midas Fea有限元软件,建立宽幅钢箱梁实体单元模型,分析吊装过程钢箱梁横向挠曲状态,确保钢箱梁安装精度符合要求。主要研究内容如下:
(1)利用Midas Civil有限元软件建立全桥模型,根据钢箱梁斜拉桥琵琶型斜独塔施工过程的力学计算结果,研究分析了琵琶型斜独塔施工过程中背撑的顶推力设置,及顶推前后结构段的受力状态及其对结构安全性的影响,并找到其影响规律,提出相应的施工指导和建议。
(2)针对非对称琵琶型斜独塔结构特点,分析了琵琶型斜塔背撑不同拆除方案对结构受力影响,并对拆撑方案进行优化比选,提出了背撑拆除最佳时机;开展了主塔临时背撑拆除前后的应力及线形现场实测,对比分析了实测数据与理论数据偏差原因,保证了整个琵琶型斜独塔临时背撑拆除及主塔封顶过程中结构整体受力合理及安全。
(3)利用空间有限元软件建立宽幅钢箱梁截面实体单元模型,分析宽幅钢箱梁吊装节段和吊机作用梁段的结构安全性;同时对宽幅钢箱梁吊装过程的横向挠曲变形进行专门分析,提出控制其变形的有效措施,确保安装就位准确。
(4)通过单一变量控制法对影响施工阶段结构受力的多个参数进行敏感性分析,得出各参数对控制目标的敏感程度。其中主梁自重、吊机载重以及温度变化对结构成桥状态的影响最为显著,施工中需严格监控其量值变化,并合理确定安装时机(温度控制),以减小施工成桥状态与设计成桥状态的偏差。