支撑对开口薄壁箱转体拱稳定性影响研究.pdf

国外建材科技　　　　　　　　　　　　　　　　2006 年　第27 卷　第6 期 支撑对开口薄壁箱转体拱稳定性影响研究 1 2 沈　波 　李　盛 ( 1. 恩施州公路局; 2. 武汉理工大学) 摘　要: 　采用混凝土开口薄壁施工工艺的拱圈, 由于构件壁厚减薄, 局部容易发生受力失稳现象。影响拱圈稳定性 的因素较多, 以恩施州平地坝转体拱桥为背景, 以处于脱离支架状态合龙前的半跨转动体系为分析对象, 运用有限元 软件AN SYS 建立了空间有限元模型, 重点分析了不同钢筋笼支撑形式对于结构一类稳定的影响, 为设计合理的钢筋 笼形式提出了相应的参考依据。 关键词: 　转体拱; 　稳定性研究; 　支撑; 　开口薄壁 　　我国桥梁转体施工自1977 年问世以来, 经历了 拱胎, 搭设简易支架, 预制组装拱圈, 浇筑磨心、磨 不断发展、完善、提高的过程, 作为一种桥梁无支架 盖、上盘、背墙。然后张拉脱架转体合龙成拱, 最后在 施工的方法, 它的成熟性和可靠行, 经受了实践的检 拱圈上无支架浇筑拱上建筑。为了减轻转体重量, 本 验。近几年来, 拱桥转体施工以其施工简易、不需复 桥 转出的桥体是底板和侧壁厚度均为 8 cm 的开 口 杂的技术设备、高空作业少和造价低而显示出了极 薄壁箱拱肋。转动体系包括下盘、磨心、磨盖、上盘、 大的生命力。 背墙、拉杆、开口薄壁箱肋拱肋。 开口薄壁箱技术是在岸边土牛拱胎上浇筑较为 薄的底板、侧板和部分隔板, 形成一个较为轻便的半 跨拱, 待转动半跨结构合龙后, 浇筑二期混凝土, 加 厚拱箱壁板和底板至设计厚度, 再浇筑顶板形成封 ( ) 图1　平地坝大桥立面简图 单位: m 闭的拱箱, 最后施工拱上结构和桥面系。此项技术的 2　弹性稳定系数分析 采用使得在转体前混凝土开口薄壁箱半跨壁板和底 板被大大减薄, 相应的配重部分的重量也随之减小, 2. 1　有限元分析模型 转动体系的总重量大大减轻。这一特殊的半跨转体 全桥 由背墙配重, 拱肋, 拉索 3 个主要部分组 系统的稳定性研究目前还不是十分成熟, 实际中, 随 成。由于背墙为短粗的配重实体, 重量很大, 实际拱 着修筑桥梁跨径的增大, 采用此技术的大跨径转体 肋脱架后, 由现场观测, 背墙横向回弹十分小, 且在 施工及设计, 还处在摸索实践中。因此, 拱肋的稳定 变形失稳中相对拱肋而言并非研究的主体, 故在建 性成为影响施工安全的重要性问题。文中重点探讨 立模型中忽略其影响, 仅考虑包含拱肋整体和拉索 了几类钢筋笼约束形式对于拱箱稳定性的影响。 的半跨结构部分。空间有限元模型见 图 2, 其 中 Shell63 单元用于模拟拱肋, L ink 10 单元用于模拟 1　工程简介 拉索, 拱肋部分钢筋笼采用 8 单元。由于分析的 L ink 平地坝大桥位于湖北省恩施州宣恩县晓关乡椒 施工阶段处于脱架后转体前, 此时半跨结构无外加 石公路 31+ 199 处。如图1 所示, 主孔上部为上承式 荷载工况, 对拱肋的稳定性分析, 采用结构重力倍数 k 普通