七星河特大桥0#块托架设计研究|七星河乡
时间：2019-03-31 03:24:46 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：文章结合工程实例，设计连续刚构桥0#块箱梁施工托架，并借助MIDAS有限元结构分析软件对预埋牛腿及0#块托架进行受力分析验算。此次设计满足施工要求，并使施工得以顺利进行。
关键词：连续刚构桥；托架设计；受力分析
Abstract：Based on a project example, the thesis designs three-span pre-stressed concrete continuous rigid-frame box girder construction blocks 0 # bracket, and checks the force analysis on embeded supporting bracket and blocks 0 # bracket with "MIDAS" finite element analysis software. This design meets the construction requirements, and makes the construction complete smoothly.
Key Words： Bracket design；Force analysis ; Continuous rigid frame bridge
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
0 引言
近年来我国公路建设事业迅猛发展，作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到了相应发展；特别是在我国西部，大跨度预应力混凝土连续刚构桥在西部高速公路建设中被广泛采用，那么作为连续刚构桥梁的关键部位0#块的施工就显得尤为重要了，因此0#块支架的设计计算是保证其质量、安全、进度等方面的重要因素。目前0#块支架设计方案很多，本文结合工程实例和之前几座桥梁施工的经验，并加以改进和借助MIDAS有限元结构分析软件进行设计、分析和验算。
1工程概况
贵州省毕节至威宁高速公路第三合同段七星河特大桥主桥为106m+ 200m+106m三跨一联预应力混凝土连续刚构桥，主墩均为双肢柔性墩，主桥全长412m。
本桥主梁采用单箱单室、三向预应力混凝土箱型断面，箱梁0＃块根部高12.5m，长度15m，混凝土标号为C55，单个0号块混凝土数量为684.5m3。其中，顶板混凝土45m3；底板混凝土146.3m3；腹板混凝土280m3，隔板及倒角混凝土213.2m3。
20#块施工方案概述
因0号块结构及受力均较复杂，加之纵向及竖向预应力管道集中，钢筋密集，混凝土方量大，同时施工工作面狭窄，混凝土不易振捣，为确保施工安全，同时为保证施工质量，0#块拟按照高度分两次施工，第一次施工高度为0～6m，第二次施工高度6～12.5m。第一次浇筑支架由墩间支架和墩柱外支撑组成，墩间段（6.5m×5m）采用13根I20b做分配梁，分配梁下按横桥向荷载分部设9片贝雷架主梁；墩外悬挑段（6.5m×1m）采用三角斜撑支架作为受力支撑，分配梁采用1根I36a，一根2I45a组合钢梁（挂蓝后下横梁）。I20b分配梁悬挑出1.25m，作挂篮拼及0#块施工装操作平台；第二次浇筑利用已交混凝土梁板及挂蓝模板系支撑浇筑（支架总体布置图见下图）。
图10#块托架总体布置图
3 0#块托架计算
3.1第一次浇筑支架验算
3.1.1贝雷架
（1）荷载计算：
腹板（单边）按第一次浇筑高度荷载：0.9*6*5*2.6=70.2T，底板荷载：（6.5-0.9*2）*1.5*5*2.6=91.65T，施工荷载：3KN/M2，人群荷载：2.5KN/M2。
墩间支架主梁采用9片321贝雷架简支梁，分配梁采用13根间距为0.4m/根I20b工字钢，所以每根分配梁荷载为：腹板部分：（0.4*0.9*6*2.6+（3+2.5）/10*0.4*0.9）/0.9=6.46T/m （取6.5T/m）；底板部分：（0.4*1*1.5*2.6+（3.25+2.5）/10*0.4*1）/1 =1.79 T/m （取1.8T/m）。
（2）分配梁验算：
如支架设计图所示， I20b分配梁受力计算简图如下图：其中q1=6.5T/m=65N/mm ，q2=1.8T/m=18N/mm；
图2 分配梁受力图
腹板、底板倒角处混凝土对分配梁的线荷载经计算为0.4*0.4/2*0.4*2.6/0.4=0.208T/m，考虑到腹板处下荷载取值较实际偏大，故不做考虑。根据分配梁受力简图，取1.4倍荷载组合系数，用迈达斯建模计算结果如下：最大组合应力为14.0Mpa，小于215Mpa，满足要求。
由分配梁计算结果可以看出，腹板处外侧一片贝雷架受力最大，取该梁计算。由分配梁间距及支反力得，贝雷架受力最大为9.87T/m 取10.0T/m进行计算（自重影响较小，不予考虑）：Mmax=ql2/8=10*10*5*5/8=312.5KN·M245.2 KN(查[8]桁架容许内力表)，须对贝雷架进行加强（加工的异型段因各件的截面积均大于标件加强后截面积，故对异型段不做加强）。另外，其余贝雷架的承载力较小最大弯矩和剪力均没有超过允许值，可不做加强。
用迈达斯对支架整体进行建模计算，整体模型如图2，计算结果见表1。计算结果显示，贝雷架满足要求。
图3 整体支架模型图
表1 各应力计算结果表
项目 最大值(Mpa) 备注
轴力 152.2 均小于273Mpa
剪应力 Y Z 均小于208Mpa
1.58 39.9
最大组合应力 166.3 小于273Mpa
挠度 2.26mm 挠度系数143.7
屈曲模态 3.9 在3.9倍荷载下才会发生失稳破坏
3.1.2三角斜撑验算
（1）荷载计算：
腹板（单边）按最大高度荷载：0.7*12.5*1*2.6=22.75T，底板荷载：1.5*（6.5-0.7*2）*1*2.6=19.89T施工荷载：3KN/M2，人群荷载：2.5KN/M2。
斜腿支架采用I36a工字钢焊接组成，分配梁近墩侧采用1根I36a工钢，远端采用挂蓝后下横梁（2I45a），两根分配梁间距为0.75m。计算荷载为：I36a 按墩间分配梁荷载进行计算：腹板部分：（0.4*0.7*12.5*2.6+（3+2.5）/10*0.4*0.7）/0.7=13.22T/m （取13.5T/m），底板部分：（0.4*（6.5-0.7*2）*1.5*2.6+（3+2.5）/10*0.4*（6.5-0.7*2））/（6.5-0.7*2） =1.78T/m（取1.8T/m）2I45a（取混凝土顺桥向长度65cm）
腹板部分：(0.65*0.7*12.5*2.6+（3+2.5）/10*0.65*0.7)/0.7=21.48T/m，取21.5T/m作验算荷载，
底板部分：（0.65*（6.5-0.7*2）*1.5*2.6+（3+2.5）/10*0.65*（6.5-0.7*2））/（6.5-0.7*2）=2.89T/m，取2.9T/m作验算荷载。
