懷遠縣渦河二橋引橋支座頂升施工方案結構計算

陳允永 王雷

摘 要：針對懷遠縣渦河二橋引橋加固改造工程的結構驗算及支座更換頂升力的確定，建立了空間有限元計算模型，可有效模擬使用荷載的作用，避免了平面計算問題中有關荷載縱橫向分布的復雜簡化問題，且計算結果可靠；計算結果表明，引橋上部結構在使用荷載作用下強度滿足要求，支座更換時的頂升力在交通封閉情況下穩定、可靠，可供廣大技術人員參考。

關鍵詞：支座頂升；施工方案；有限元；材料參數；結構計算

1.工程概述

安徽省懷遠縣渦河二橋為懷遠縣境內S307上一座跨越渦河的大橋，其孔跨布局為 ，引橋采用標準跨徑為20m的鋼筋混凝土T梁，橋面總寬為18.5m，原設計荷載為汽—超20、掛—120，該橋運營期內上部結構梁體基本完好，但橋面鋪裝損壞嚴重，且90%以上支座變形嚴重，需對其橋面鋪裝進行加固處理并更換支座。加固設計的荷載標準為公路-Ⅰ級，因此，需要對主橋在新的荷載（橋面鋪裝二期恒載及車道荷載）作用下結構安全性進行驗算，并確定支座更換時的頂升力的大小。

2.計算模型及結構參數

本橋引橋上部結構為鋼筋混凝土簡支T梁，分析軟件采用國內通用的Midas Civil，計算采用精度較高的單跨空間有限元模型，其中，梁單元數量為176個，節點數量184個，如圖1所示。

結構材料參數如表1～表2所示：

荷載工況如表3～表4所示。

荷載組合情況詳見《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2004）。

3.計算結果分析

結構使用狀態最不利荷載組合時1-4號梁彎矩圖如圖2～圖5所示：

可見，使用狀態下，1號梁彎矩相對最大，故對1梁進行截面驗算。1號梁結構驗算結果如表所示，限于篇幅，本文僅列出1號梁的跨中、支點及L/4截面分析結果。

驗算結果表明，結構滿足承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的要求。

4.支座更換頂升施工時頂升力的確定

4.1 封閉交通期間頂升力的確定

計算成橋狀態下的各支座反力，考慮計算誤差并經調整后作為封閉交通期間各支座頂升力，計算結果如圖6及表9所示：

4.2開放交通期間頂升力的確定

計算短期荷載效應組合下的各支座反力，考慮計算誤差并經調整后作為作為開放交通期間各支座頂升力，計算結果如圖7及表10所示：

由于開放交通期間，各頂升力并非一個穩定的數值，建議更換支座期間對交通進行封閉。

5.結束語

本文針對懷遠縣渦河二橋引橋加固改造工程的結構驗算及支座更換頂升力的確定，建立了空間有限元計算模型，比起平面計算模型，可有效模擬使用荷載的作用，避免了平面計算問題中有關荷載縱橫向分布的復雜簡化問題，且計算結果可靠，可供廣大技術人員參考。

參考文獻

[1] 葉見曙.結構設計原理[M]..北京：人民交通出版社，2015.06

[2] 邵旭東.橋梁工程[M]..北京：人民交通出版社，2004.01

[3] 邵旭東.橋梁設計與計算[M]..北京：人民交通出版社，2007.02