【杭州市九堡大桥钢槽梁顶推拼装平台设计计算分析】 杭州市九堡中心幼儿园
时间：2019-04-09 03:11:22 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：杭州市九堡大桥设计紧随当今国际桥梁发展的技术动态，秉承“可持续发展工程”、“绿色工程”的建设理念，其引桥上部结构在国内率先采用了一种超长联大跨度宽箱截面钢-砼组合连续箱梁，该钢-砼组合连续箱梁由大悬臂的宽箱轻型槽形钢梁与大尺度预应力混凝土桥面板组合形成单箱单室箱梁结构，箱宽达到31.5m，悬臂达9.2m，梁高4.5m，具有单位面积用钢量低、技术经济性优势大等优点。本文对杭州市九堡大桥钢槽梁顶推拼装平台设计计算进行了优化分析，为该桥顶推施工提供了有益参考。
关键词：九堡大桥， 顶推 ， 拼装平台，设计计算
Abstract: hangzhou bridge design followed the fort nine international bridge on the technical development dynamic, adhering to the "sustainable development project", "green project" in the construction concept, the approach of the upper structure first in China adopted a long span section steel box UN wide-concrete continuous box combination, the steel-concrete continuous box combination by the width of a big cantilever box shaped groove with light steel large scale prestressed concrete bridge panel combination form single box single room box beam structure, box reached 31.5 m wide, cantilever of 9.2 m, 4.5 m high beams, with total steel quantity per unit area low, technical economy big advantage, etc. In this paper, the hangzhou steel beam bridge at nine slot pushing assembly platform to optimize the design calculation analysis for the bridge pushing construction to provide the beneficial reference.
Key words: nine fort bridge, pushing, assembly platform, design calculation
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1、工程施工概述
九堡大桥二标钢槽梁最大分块重量为，顺桥向最大长度为10.5m，横桥向的最大宽度为31.5m，梁高4.5m。钢槽梁全长910m，在PM12#墩与过渡墩之间搭设一个拼装平台，拼装平台采用钢管桩、型钢和贝雷桁片搭设而成。为了抵抗钢槽梁顶推时部分水平力对拼装平台的作用，轨道承重梁分端分别搭在PM12#、PM13#墩墩顶，并与墩顶预埋将焊接固定。
2、拼装平台结构设计
拼装平台采用φ600×8mm钢管桩作为立柱、2I45a型钢作为桩顶分配梁、贝雷片作为纵向承重梁、2I25a作为轨道分配梁、2I45a作为轨道承重梁，顺桥向立柱间平联和斜撑采用[20a型钢、横桥向平联和斜撑采用2[20a型钢。
拼装平台平面尺寸为11000×1500cm，顺桥向共设置16排墩(其中包含PS12#、PS13#永久墩)，其跨径布置为：200cm+600cm+4×900cm+825cm+275cm+250cm+5×900cm+600cm（过渡墩侧），具体布置详见下图：
钢槽梁拼装平台侧面图
钢槽梁拼装平台平面图
钢槽梁拼装平台立面图
3、钢槽梁顶推施工拼装平台设计相关参数选定
3.1计算目的
为了保证拼装平台在九堡大桥Ⅱ标段钢槽梁顶推施工中能够可靠的安全的运营，特对投入该施工中的拼装平台从强度、刚度和稳定性等方面进行设计和验算。
3.2计算过程中采用的部分参数
A3钢材的允许拉、压应力【σ】＝140Mpa
A3钢材的允许弯应力【σ】＝145Mpa
A3钢材的允许剪应力【τ】＝85.0Mpa
16MN钢的允许拉、压应力【σ】＝210Mpa
16MN钢的允许弯应力【σ】＝210Mpa
16MN钢的允许剪应力【σ】＝160Mpa
3.3设计技术参数及相关荷载大小选定
㈠荷载类型
⑴、拼装平台上各移位器竖向荷载，根据附表计算数据选取
⑵、拼装平台结构自重：midas分析软件自行计入
⑶、静摩擦系数，各移位器上的摩擦力根据对应移位器竖向荷载与摩擦系数相乘求得
⑷风荷载计算
1）50年一遇风荷载计算
查《公路桥涵设计通用规范》可知，杭州市50年一遇设计基本风速为。
钢槽梁上的静阵风荷载
：作用在钢槽梁单位长度上的静阵风荷载
：空气密度，取为1.25
：钢槽梁的阻力系数，，由于钢槽梁为斜腹板，且角度等于，则阻力系数可折减7%
：钢槽梁断面全宽
：钢槽梁投影高度，取为4.5
：静阵风风速，
：静阵风系数，类地面，加载长度为，查表得
（2）风速时风荷载计算
：静阵风风速，
（二）工况及荷载组合
1、工况一：在50年一遇大风作用下，钢槽梁停止顶推。
荷载组合：
2、工况二：在最大风速作用下，钢槽梁即将拉动。
荷载组合：
㈢计算方法、模式
拼装平台采用midas程序进行计算。选取平台整体进行三维空间建模，并对各种杆件赋予各自材料特性。
㈣钢管桩入土深度及底标高确定
根据试算结果确定：φ600×8mm立柱钢管桩的单桩承载力按40t进行控制设计。根据地质资料，桩位处可计算土粘结强度的粉质砂土顶面标高为+1.6m，粘结强度为，忽略钢管桩的端承力作用，不计影响，计算钢管桩的入土深度，取钢管桩入土深度为10.5m，钢管桩底标高为。
4、拼装平台设计计算
顶推过程中拼装平台上各移位器受力情况与顶推阶段有关，最不利情况为第一轮顶推施工，由于各移位器作用点与挑臂斜撑位置对应，则第一轮顶推前拼装平台上共有26组（52个）移位器，从B4节段往A2节段方向给各移位器编号为1～26，根据挑臂斜撑数量不同，每个节段设置2～3组，按照挑臂斜撑间距为4.25m（B4节段为4.6m）将第一轮顶推过程分阶段计算每个阶段各移位器受力情况，具体受力见附件。
4.1、第一轮顶推各阶段移位器受力计算
4.1.1拼装平台上拼装阶段
各节段钢槽梁吊装到拼装平台上时，根据挑臂斜撑位置和各钢槽梁重量不同，以每一节段为单元建立模型计算各移位器受力情况如下：
4.1.2第一轮钢槽梁焊接、钢槽梁与导梁焊接完毕，钢槽梁顶出4.6m。
顶推阶段拼装平台最不利受力情况为同一跨内移位器竖向荷载总和最大，通过第一轮顶推各阶段移位器受力情况分析，确定B4钢槽梁前端与PS12#墩中心之间距离为47.1m时作为顶推阶段拼装平台控制工况。
5、拼装平台设计结果汇总
5.1验算结果汇总
对拼装平台在各种荷载作用下的计算结果汇总如下：
材料名称 各工况下杆件的受力和变形
工况一 工况二
应力/轴力 竖向变形
(mm) 应力/轴力 竖向变形
(mm)
6、拼装平台设计总结
通过以上计算可知：本拼装平台的设计能满足九堡大桥钢槽梁顶推施工要求，可用于钢槽梁顶推施工。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
