預應力連續剛構橋掛籃施工有限元模型建立與施工控制

趙明

摘 要：文章以L高速公路連續剛構橋為例，分析模擬了橋梁掛籃的荷載特點和荷載傳遞體系，并使用Midas/civil軟件，對橋梁各構件按梁單元進行模擬計算，同時對籃施工控制進行分析。

關鍵詞：連續剛構橋；Midas/civil；掛籃

中圖分類號：U448.23 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）18-0055-02

Abstract： Taking the continuous rigid frame bridge of L expressway as an example， this paper analyzes and simulates the load characteristics and load transfer system of the bridge hanging basket， and uses Midas/civil software to simulate and calculate each component of the bridge according to the beam element； at the same time， the construction control of the basket is analyzed.

Keywords： continuous rigid frame bridge； Midas/civil； hanging basket

1 項目概況

L橋的主橋部分屬于混凝土連續剛構結構，其截面屬于變截面單箱單室。梁高8.48m，腹板以及懸臂端部底板厚度分別為1m、0.948m；跨中梁底板厚度、腹板厚度、高度分別為0.5m、0.5m、4.9m，梁高及底板厚按二次拋物線變化。

L橋施工采用菱形掛籃，構成部分為方形截面的桿件，使用門架連接主桁片，用斜撐將上弦桿之間加固。雙I40b槽鋼構成其前橫梁以及底籃的前后托梁，項梁腹板每隔0.225m設置一工字鋼，共計10根，底板位置每隔0.75m設置一根，共設置5根。

2 掛籃的荷載特點和荷載傳遞體系

由于L橋的懸澆段屬于箱梁，橫向分布并不均勻。因此進行澆筑作業時，掛籃會受到靜荷載以及可變荷載影響，可變荷載為施工員、運輸機械、砼振搗時產生的荷載。靜荷載則為掛籃、模板、新澆砼自重以及臨時實在所產生的荷載作用。

外滑梁承擔承受了箱梁翼緣板的荷載，內滑梁承擔承受了頂板的荷載，底托縱梁設置于低籃前后托梁上，承擔了底板以及腹板荷載。底籃后托梁錨、內外滑梁的的一端在已澆筑的梁體固定；前托的另一端則是使用吊桿在前橫梁位置懸掛，進而能夠作用于掛籃主桁上。

3 掛籃施工有限元模型的建立與計算結果

3.1 構建有限元模型

利用Midas/civil對橋梁的全部構建進行模擬，單位為梁，重點研究懸臂最重段1#，進行有限元模型的構建，見圖1。

（1）施加荷載

通過計算得到相應結果，運用于所建模型中，見圖2。

（2）施加約束

支承模擬：

主桁后支點采用固定鉸支座進行模擬，掛籃在進行行走時，則采用滑動鉸支座模擬其前支點，并對其橫向位移進行約束；懸吊系統采用固定端全約束進行模擬。

3.2 變形計算

由于懸吊系統的特點，掛籃各個構件變形都能對其造成一定影響，包括主桁架、吊桿等變形，在進行施工作業時，特別要注意前下橫梁的縱向位移，通過計算分析，能夠了解其最大位置達到21.4毫米。符合掛籃的施工規范。

4 掛籃施工控制

4.1 掛籃預壓

掛籃預壓，分為三個加載等級，分別為0至60%、60-100%、100%-120%。每一級加載20分鐘，在完成加載時，對掛籃高程以及變形值進行測量。在預壓作業時，各側掛籃在掉點等位置設置6個監測點，前上橫梁與底托前橫梁分別設置3個。

預壓數據見表1，通過超載預壓的方式，能夠避免存在的非彈性變形，從而得到彈性變形量為22.54mm。利用數據分析能夠獲取各個節段在混凝土作用下產生的變形。

4.2 掛籃施工安全控制

（1）掛籃在進行拼裝時，兩個主桁需要對稱施工，應確保各個構件能夠具備安全性。在安裝完成時，要對錨固、吊掛系統等進行檢查。同時對掛籃進行預壓，在掛籃拆除過程中，也要確保對稱作業。

（2）掛籃在行走作業時，主桁進行需要盡量平緩，保證上橫梁的調平不出現任何偏轉現象，吊桿鉛直、不彎折，并和走行軌道處于一個標高，使得掛籃主桁間的橫聯不出現破壞現象。同時模板前端采用φ32精扎螺紋鋼筋吊桿承重，可將其與前上橫梁上吊桿連接，在保證其安全性后才能進行前移。同時走行過程中不能徹底松開后錨點，需要隨著掛籃前移而移動，保證安全性。

（3）在澆筑砼之前，需要對掛籃的錨固系統、限位裝置、吊籃位置進行全方位檢查。在梁段澆筑過程中，砼的澆筑需要均勻，確保掛籃受力不會出現不均勻顯現，有問題必須第一時間進行處理，保證施工期間不出現任何質量及安全事故。

（4）在進行預應力張拉作業前，要對其設備進行檢查，確保其滿足施工的安全條件，在張拉過程中，保證信號暢通，禁止千斤頂前后站人，在完成作業后，退銷時進行一定安全保障措施，從而確保施工安全。

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