钢混组合连续梁桥顶推施工受力特性分析
连续梁桥顶推施工临时支墩受力分析
连续梁桥顶推施工临时支墩受力分析作者：王冰玉来源：《科技创新与应用》2017年第09期摘要：以某顶推施工为工程实例，利用有限元分析软件Midas Civil建立了主梁顶推过程分析模型，分析了顶推过程中临时支墩的支反力随顶推过程的变化趋势；建立了临时墩的有限元分析模型，分析了临时墩在水平荷载和竖向荷载作用下的受力性能，分析结果和实际施工效果表明，设计结构满足施工要求。
关键词：顶推施工；有限元分析；临时墩；受力分析引言近年来，随着国家基础设施建设和施工技术的快速发展，顶推施工方法的发展表现的日趋成熟，它以其独有的优势获得了广泛的应用，同悬臂法和转体施工等施工方法相比，具有场地要求少，无支架，不影响既有道路的正常通行，快速等优点[1]。
在顶推施工过程中，若桥梁跨径过大，顶推过程中的梁体内力变化较大，顶推梁的设计难度较大，为减小顶推梁的内力变化幅度和保证顶推的顺利进行，可在中间设置临时支墩[2]。
为保证临时支墩在体系转换、多点顶推的施工过程中结构受力和变形始终处于安全范围内，需对临时支墩在体系转换及多点顶推工况下进行强度、刚度检算[3]。
1 工程背景某客专特大桥全长13.1Km，采用7-16m预应力混凝土连续箱梁设计。
连续箱梁位于R=1300m的圆曲线上，梁面坡度为-20.5‰，跨度为（16.5+5×16.6+16.5）m，全长116m，连续箱梁混凝土共计643.1m3。
连续梁预制及顶推位置关系见图1。
连续梁对应墩号为376-383#墩，其中377#-382#墩采用钢混结合框架墩，墩顶设钢横梁，376#、383#墩为普通混凝土实体墩。
2 顶推过程中受力性能2.1 主梁模型的建立为了如实反映每一顶推工况下梁体各个单元的位置和内力，本文采用梁动墩不动的建模方法，由于桥梁施工过程是提前将7孔16m连续梁预制在371#-374#墩上，再进行顶推，所以建模时就直接建好全桥模型，然后采用固定支座模拟桥墩的方法来进行建模，计算模型中根据顶推施工梁段的划分、支点、跨中、截面变化点等控制截面将全桥划分为187个节点和186个单元[4]。
连续梁桥整体顶升受力特性研究
连续梁桥整体顶升受力特性研究摘要：为研究整体顶升法更换支座对连续箱梁产生的影响，结合包头市昆河南桥实际工程进行分析。
根据顶升方案进行梁体受力计算分析，以对整体结构受力的影响较小者确定实施方案。
关键词：连续梁桥；整体顶升；截面应力1 工程概况包头市昆河南桥修建于1993年3月，桥梁全长为530.97m，其中，主桥桥长为480m。
桥面宽度为2.0m(人行道)+22.0m(车行道)+2.0m(人行道)=26.0m。
桥面采用沥青混凝土桥面铺装，人行道栏杆采用混凝土栏杆。
主桥采用预应力混凝土连续箱梁，共3联12跨。
桥梁下部结构为重力式桥台，钢筋混凝土实体巨型墩。
桥梁支座采用四氟滑板支座和盆式橡胶支座。
桥梁设计荷载等级为汽车一20级、挂车100。
该桥橡胶支座严重变形、脱空，盆式支座锈蚀严重，需要全部更换。
2 计算分析考虑到该桥为既有桥梁，且在运营多年后产生了若干病害，尤其是主梁产生了较多的受力裂缝，在桥梁结构损伤程度难以准确量化的情况下，如仍按竣工文件所采用的有关参数对桥梁进行结构分析，难以准确反映桥梁结构目前的实际受力状态。
因此，为了保证梁体顶升过程中的结构安全，此处采用顶升后梁体应力变化与设计活载作用下的梁体应力变化对比分析的方法来确定顶升过程中结构是否安全。
通过在方案设计阶段的计算分析表明，当采用相邻两墩两幅同时顶升20mm时，主梁纵向的支点上缘拉应力较活载作用下的相应应力小接近一半，且两幅之间的桥面板应力也小了很多。
虽然支点截面下缘的拉应力较活载作用下的拉应力大，但考虑到在恒载作用下支点截面下缘本身有着很大的压应力，故此处不会影响到顶升过程中的结构安全。
为方便比较，现将各方案的主要计算结果汇总于下表。
具体计算结果见表2-1。
表2-1顶升方案计算分析结果汇总表（单位：MPa）注：1.表中“活载”的有关计算结果为包络应力。
2.由于支点截面是顶升过程中的应力控制截面，故表中仅列出支点截面的有关计算结果。
为确保项升过程中的桥梁结构安全，本次主要将对下述内容进行详细的计算分析，以便能够为顶升过程中的桥梁结构应力监控等提供必要的理论数据。
钢-混组合连续梁桥施工过程受力性能及影响因素分析
钢-混组合连续梁桥施工过程受力性能及影响因素分析随着国家基础设施事业的发展,如何使建筑材料的性能的发挥的更加合理,已经成为桥梁工程的发展趋势。
钢-混凝土组合梁的出现,正好满足工程界对发挥建筑材料性能的追求,被越来越多的应用到工程领域。
最近几十年,我国学者在对组合梁桥的设计计算方法、基础理论等方面的已经进行了相当多研究,但对组合梁桥,尤其是组合连续梁桥的施工过程中的力学性能以及施工影响因素等方面的研究相对比较少。
本文基于临汾市滨河西路组合梁桥,对采用支点升降施工方法的组合连续梁桥的受力性能进行了系统的分析。
主要分析内容如下:(1)通过Midas Civil软件建立组合梁桥整体模型,采用不同顶升高度对组合梁施工过程受力性能进行详细的分析;(2)通过对施工中比较容易出现误差的一些因素进行定量分析,重点分析它们对顶升效果的影响;(3)通过建立有限元模型,探究了混凝土时间效应对支座顶升效果的影响。
主要结论如下:(1)采用支点升降施工方法与不采用该施工方法相比,使支点位置混凝土板受力由拉应力变为压应力;支点顶起高度在一个合理的范围内,高度越大,对于减缓混凝土开裂和钢梁受压失稳效果越好。
同时顶升高度的增大,混凝土收缩徐变对支点升降法产生的预应力的削弱作用越强。
支点升降施工方法会使桥梁位移变大,需要在铺设钢梁时考虑其对位移的影响。
(2)对于采用支点升降施工方法的三跨组合梁桥,采用两个支座分别顶升的施工方法比一起顶起对减缓支点位置混凝土板开裂更有效。
(3)考虑收缩、徐变的影响,组合梁边跨的位移变大,中跨的位移变小,同时也会使组合梁截面出现应力重分布。
在成桥十年后支座截面位置的混凝土顶、底板压应力分别减小了82.80%、114.60%,在底板位置出现拉应力;收缩、徐变对组合连续梁受力不利,在结构设计以及施工要对其加以考虑。
(4)预制板的龄期的增大会减缓混凝土的收缩、徐变效应对采用支座升降施工方法施加的预压力削弱作用;在实际工程中可以采用增加桥面板龄期来减缓预压力的减小和混凝土板开裂的时间。
钢桥顶推施工整体受力分析
Science and Technology & Innovation ｜科技与创新2024年 第06期图1 现场概况图1 275/cos25° 1 275/cos25°桥梁总长933.112 m左幅第6联 连续钢箱梁4 194+7 000+4 192盐靖高速盐靖高速DOI ：10.15913/ki.kjycx.2024.06.032钢桥顶推施工整体受力分析范 鹏1，李志成2（1.盐城市公路养护应急处置中心，江苏 盐城 224000；2.河海大学土木与交通学院，江苏 南京 210098）摘 要：以某钢桥顶推施工工程为研究背景，通过Midas Civil 建立了全桥有限元模型，分析了斜交钢桥在顶推施工过程中的结构受力情况，从结构整体应力及前支点支承反力的角度分析了斜交顶推施工过程中结构的安全性能和受力特征，并对其受力不均的原因展开探讨。
研究结果表明，在顶推施工中主梁最大应力值未超过所用钢材的强度设计值，符合规范要求，且有较大的富余值；钢箱梁在支承中线上的应力分布呈三角形形状，右侧应力大于左侧，易产生局部应力集中现象。
关键词：斜交；钢桥；顶推施工；支承反力中图分类号：U445 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）06-0115-03近年来，具有自重轻、抗扭能力强、跨越能力强等特点[1-2]的钢箱梁得到了飞速发展。
对于跨越既有线路的桥梁施工多采用顶推法，顶推施工工艺在中国得到了迅速发展和应用，相应的顶推施工的合理性和安全性也成为研究重点。
相对于其他传统施工工艺，顶推施工过程中的截面应力状态变化十分复杂，整体结构的静定次数也在不断变化，最终成为运营状态下的应力状态。
故需确保主梁在顶推过程中不出现局部破坏和倾覆的现象，保证现场施工的安全性。
吴丽丽等（2022）[3]通过Ansys 有限元软件建立下弦开敞桁式波形钢腹板组合箱梁桥有限元模型，分析了主梁在3种施工工艺下的体系转换及内力变化情况，可知导梁的拆除对主梁整体的弯矩、变形及剪力影响较小。
连续梁桥顶推施工技术工艺与配筋特点
预制 设备
模板工作是保证预制 质量的关键，梁底的 平整度将影响顶推时 梁的内力，所以预制 平台的平整度要严格 控制。
预制周期时加快施工 速度的关键。预制工 作应采用流水作业， 培养专业化的施工队 伍，还可采用加入添 加剂的方法提高混凝 土的早期强度。
预制场的纵向立面布置应结合考虑平面布置，将钢筋 棚、预应力下料、砂石堆放、砼拌和站结合考虑。
◎配筋必须满足施工阶段内力包络图
施工中的最大正弯矩
主梁最大正弯矩发生在导梁刚顶出支点 外时
施工中的最大负弯矩
最大负弯矩——与导梁刚度及重量有关
导梁刚接近前方支点 刚通过前方支点
续梁桥力学性能
均布荷载q
集中荷载q
连续梁桥活载及附加内力
1、纵向——某些截面可能出现正负最不利 弯矩，必须用影响线加载
顶推法施工关键技术
预
钢临
滑
水纵
制 导时
平向
场
梁墩
道
千预
斤应
顶力
施
力
一、预制场
平台：满足箱梁预制顶推符合桥梁的设计高度
预制台座
底模：保证箱梁预制满足设计线型和标高
顶 推
预制模板 外模：保证箱梁外形尺寸、美观
预 制
内模：保证箱梁内部尺寸
场
过渡孔：通过在预制台座前布置小距离过渡墩，使梁段逐步顶推 过渡到标准跨径
预制 场地
预制场地的长度需要 有预制节段长的三倍 以上，涉及因素有：
主梁节段分段长 每节段为全断面或分
次浇筑 拼装导梁的场地 第一跨顶出时，梁体
的倾覆稳定安全
预制场地是预制梁体和顶推 过渡的场地，包括主梁节段 的浇筑平台和模板、钢筋和 钢索的加工场地，混凝土搅 拌站以及砂、石、水泥的堆 放和运输路线用地
钢—混凝土组合箱梁桥受力性能分析
钢—混凝土组合箱梁桥受力性能分析系统而全面的分析钢-混凝土组合梁桥受力性能，首先介绍了钢-混凝土组合梁桥的得天独厚的优点，自重轻、噪音低、抗震性能好等，然后对其受力开裂的原因进行了分析，针对此开裂情况，给出了各种解决途径和措施，如通过张拉钢丝束在混凝土桥面板内施加预应力等，针对钢-混凝土组合梁桥具有一定的指导意义。
标签：钢-混凝土；组合梁桥；受力开裂1引言现今，我国各地区加强道路和桥梁的建设，其中桥梁的建设受到各方面的关注，不仅是其建设成本较大，而且是其结构的合理性，桥梁的寿命和桥梁的承载力等等影响着众多决策者对现行的桥梁的判断标准。
其中，桥梁的改造，很多杜聪桥梁的材料商考虑，例如采用高性能、高强的材料作为建设桥梁的主要材料同钢桥相比较，现行的钢和混凝土组合梁桥具有较多的不可替代的优势，例如冲击效应和疲劳效应较少，钢材耐腐蚀性能提升，钢-混凝土组合梁桥产生的噪音也较少，方便检修工人的作业，钢-混凝土组合梁桥的养护工作量相对较少；当其与钢筋混凝土桥相比，钢-混凝土组合梁桥有相当显著特点，自重轻是钢-混凝土组合梁桥得天独厚的一个特征，特别是在四川等地，地震发生频率较高，钢-混凝土组合梁桥也具有良好的抗震性能，在抢修桥梁中，钢-混凝土组合梁桥施工周期短，工业化程度高、环境效果佳等优点。
本文将针对钢-混凝土组合梁桥受力性能进行系统而全面的分析。
2钢-混凝土组合梁桥性能分析我国钢材材质在近时期得到不断的优化和提升，钢的加工技术也逐渐成熟，在现今的桥梁建设工程中，组合梁桥也越来越具有更强的竞争力；在大跨度斜拉桥上，钢-混凝土组合桥面也具有很高的综合性能。
对于多跨度梁桥，钢-混凝土组合梁桥具有良好的性能，在抗震性能、抗疲劳效应上均具有良好的使用性能。
但是，连续钢-混凝土组合梁桥内支座在承受负弯矩时，会产生混凝土钢梁结构的变形，例如受拉压力的影响，钢-混凝土结构强度一直是研究中的问题，钢-混凝土抗拉强度如果选择低了，在受到外界的影响情况下，极易产生开裂等不良影响，钢-混凝土抗拉强度如果选择过高，将影响钢-混凝土抗冲击特性，没有一定的韧性，易恢复特性较低，也会造成不良影响。
钢–混组合梁桥桥面板受力分析
Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2021, 10(2), 124-131Published Online February 2021 in Hans. /journal/hjcehttps:///10.12677/hjce.2021.102014钢–混组合梁桥桥面板受力分析刘明东1，贾艳敏1*，张冠华2，王佳伟21东北林业大学，黑龙江哈尔滨2辽宁省交通规划设计院，辽宁沈阳收稿日期：2021年1月23日；录用日期：2021年2月15日；发布日期：2021年2月24日摘要为了研究钢–混组合梁桥桥面板受力特征，以旧桥改建钢–混组合梁桥项目为依托，对钢–混组合梁桥桥面板模型进行加载试验，并利用Abaqus有限元软件对钢–混组合梁桥桥面板模型的挠度及混凝土应变进行模拟分析，有限元模型的分析结果与钢–混组合梁桥桥面板模型试验结果吻合良好，通过调整主梁间距及桥面板厚度对钢–混组合梁桥桥面板进行参数影响因素分析。
分析结果表明：主梁间距的变化对钢–混组合梁桥桥面板整体刚度产生较大影响，且主梁间距比桥面板厚度对钢–混组合梁桥桥面板受力影响更加显著。
关键词钢–混组合梁桥，桥面板，有限元，桥面板厚度，主梁间距Mechanical Analysis of Steel-ConcreteComposite Beam Bridge DeckMingdong Liu1, Yanmin Jia1*, Guanhua Zhang2, Jiawei Wang21Northeast Forestry University, Harbin Heilongjiang2Liaoning Provincial Transportation Planning and Design Institute, Shenyang LiaoningReceived: Jan. 23rd, 2021; accepted: Feb. 15th, 2021; published: Feb. 24th, 2021AbstractIn order to study the mechanical characteristics of the steel-concrete composite beam bridge deck, *通讯作者。
大跨度连续刚构合龙顶推效应分析
大跨度连续刚构合龙顶推效应分析摘要：以龙藏沟特大桥为例，介绍了连续刚构桥合龙顶推力的计算及对成桥状态的有利影响。
关键词：连续刚构桥；合龙；顶推力1 引言连续刚构桥是墩梁固结的连续梁桥，其综合了T型刚构桥在悬臂施工中保持体系平衡的特点，又吸收了连续梁桥在整体受力上能承受正负弯矩的优点，所以在工程实践中得到了广泛应用。
连续刚构桥一般应用于大跨度桥梁，由于整个结构属于多次超静定结构，因而由预加应力、混凝土收缩徐变和温度变化所引起的结构纵向位移将在体系中产生较大的次内力，对箱梁及主墩的受力产生不利影响。
在合龙的施工过程中，合龙时的实际温度同设计温度可能会有偏差，此温差也会使梁体产生位移，引起主墩偏位，产生次内力。
为了消除上述的不利影响，可以在连续刚构桥梁进行跨中合龙时，对梁体施加一个朝向桥台的水平推力，使桥墩产生一个预偏位来抵抗结构由于收缩徐变、合龙温差等引起的不利影响，改善箱梁应力，并能有效减小桥墩根部弯矩，改善桥墩受力。
2 工程简介2.1 工程背景龙藏沟特大桥为张掖至河南公路同仁至多福屯段公路工程拟建的特大桥。
桥长1467m，全桥共9联，5×40+（67+125+67）+4×40+3×40+3×（4×40）+2×（3×40），第2联采用预应力连续刚构结构型式，本文以龙藏沟特大桥的第二联进行合龙顶推效应分析。
2.2 桥梁结构参数上部结构为单箱单室直腹板预应力混凝土箱梁。
箱梁顶宽10m，底宽6m，悬臂长度2m。
合拢段中心梁高2.6m，顶板厚度0.28m，底板厚度0.32m。
0号块根部梁高7.6m，顶板厚度0.28m，底板厚度1m。
箱梁梁高、底板厚自根部至跨中按1.8次抛物线变化。
刚构墩为实体双薄壁墩，墩高分别为83m、73m。
本桥采用悬臂施工，共15个悬臂现浇段。
箱梁和桥墩均采用C50混凝土，预应力筋采用低松弛高强度钢绞线，单根钢绞线直径Φj=15.2mm，钢绞线面积139mm2，fpk=1860MPa，弹性模量EP=1.95×105MPa。
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钢混组合连续梁桥顶推施工受力特性分析
钢混组合梁因其受力性能好,预制化程度高而得到广泛应用,国家在“十三五”期间大力提倡钢桥的应用,因此该桥在我国又迎来了新的历史机遇。
在钢混组合梁的施工中,主梁与桥面板往往是分开施工的,组合梁的钢主梁因为其自重轻、几乎是等截面的优点,通常采用顶推法进行施工,而桥面板通常采用预制形式,安装方法上采用间断施工法来改善支点处桥面板受力。
鉴于组合梁的应用前景,对于分析组合梁在施工过程的受力,模拟其在施工
中的受力状态,显得十分有必要。
本文选择钢板组合梁进行研究,希望能为同类桥梁的施工与设计提供帮助。
本文主要进行了以下几个方面的研究:(1)回顾了钢混组合梁与顶推施工法
的发展历程,就顶推施工法的分类与与发展特点进行了详细阐述,展望了顶推施
工法需要关注的问题,对组合梁的结构特征以及顶推法的发展历程有了全方位的了解与认识。
(2)简化导主梁模型,采用位移法分析了顶推过程主梁的受力。
获得了顶推过程中主梁内力与支点反力的解析表达式,确定了顶推过程主梁的控制截面与时间节点。
分析了导梁长度、自重集度以及刚度对主梁受力的影响,确定了导主梁顶推过程最佳的长度比α,自重集度比β以及刚度比γ。
(3)采用杆系有限元分析了某钢板组合梁顶推施工过程,确定了导梁的合理
设计参数与截面形式,得到了有限元仿真模拟下导梁前端的挠度变化情况以及主梁的内力与支反力,验证了导梁设置的合理性和有效性。
(4)采用有限元软件中的施工阶段联合截面分析了桥面板的施工过程,比较了桥面板在间断施工法与顺序施工法下施工顺序的差异,比较了在两种施工法下支点处桥面板的受力状态,验
证了间断施工法的可靠。
于此同时对两种施工法下钢主梁在成桥状态下的应力情况进行了对比。
针对桥面板吊装受力问题,建立了实体模型,并验证了改善受力措施的合理性与有效性。
(5)以最新的钢桥规范为依据,分析了组合梁预拱度计算中应考虑的因素,说明了组合梁设置预拱度的必要性与其计算精度的准确性。
模拟了四种偏载作用下,获得结构最不利位置处的弯矩与应力。