深度流塑層大型預制T梁過橋及架設數值模擬應用研究

楊小春

中鐵十六局集團第三工程有限公司 浙江 湖州 313000

1 工程概況

溫嶺澤國—玉環大麥嶼疏港公路工程預制安裝長30、35、50 m的T梁共計2 905片，T梁預制場設置在漩城路東側，銀湖大道與76省道復線之間的空地上，距施工現場4.2 km。根據T梁運輸路線，T梁運輸途中依次經過四號河橋、龍王塘橋、紅沙塘橋及分水山大橋。

由于存在長50 m的T梁，施工中若滿足長50 m的T梁的正常運輸及架設要求，則其余長30、35 m的T梁均可正常施工。為了保證大型預制T梁運輸過橋的施工安全性，通過對長50 m的T梁運輸過橋及架設采取有限元數值模擬分析和受力計算相結合的方法[1]，對大型預制T梁穿越已有橋梁進行整體受力分析。

2 運輸線路

重車至工地：T梁預制廠→漩城路→經76省道開口穿過南半幅路至北半幅路→四號河橋→紅沙塘橋→分水山大橋→漩門灣特大橋235#臺后。

空車返回：漩門灣特大橋235#臺后→經76省道穿過北半幅路至南半幅路→分水山大橋→紅沙塘橋→龍王塘橋→四號河橋→漩城路→T梁預制廠（圖1）。

圖1 228國道（玉環段）運梁線路示意

3 T梁運輸過橋受力分析

3.1 荷載技術標準

長50 m的T梁梁片總質量為16.9 t，根據施工方測定的數據，車頭9.5 t，掛車10 t，炮車11 t，此次計算的工況在運輸及安裝等施工階段，結合相關規范，計算后的荷載如圖2所示。

圖2 長50 m的T梁加運梁炮車荷載示意

3.2 3×30 m的T梁橋過車受力計算

為分析運梁車過該橋時的受力，采用有限元軟件建立3×30 m的T梁橋空間梁單元檢算模型（圖3）。

圖3 3×30 m的T梁橋有限元模型

在短暫狀況構件應力計算中，預應力和構件自重施工荷載作用下的截面邊緣混凝土的法向應力如下：

壓應力：

由于此橋的混凝土等級為C50，故fc'k=32.40 MPa，ft'k=2.65 MPa。

圖4為長50 m的T梁運梁炮車過3×30 m的T梁橋時，混凝土上翼緣最大法向應力圖，其中最大壓應力為6.68 MPa＜32.40 MPa，最大拉應力為0.65 MPa≤1.15×2.65≈3.05 MPa，滿足規范要求。

圖4 3×30 m的T梁橋上翼緣最大法向應力圖

圖5為長50 m的T梁運梁炮車過3×30 m的T梁橋時，混凝土下翼緣最大法向應力圖，其中最大壓應力為11.69 MPa＜32.40 MPa，最大拉應力為2.67 MPa≤1.15×2.65≈3.05 MPa，滿足規范要求。

圖5 3×30 m的T梁橋下翼緣最大法向應力圖

3.3 3×35 m的T梁橋過車受力計算

為了分析運梁車過該橋時的受力，建立3×35 m的T梁橋空間模型，圖6為其有限元模型。

圖6 3×35 m的T梁橋有限元模型

圖7為長50 m的T梁運梁炮車過3×35 m的T梁橋時，混凝土上翼緣最大法向應力圖，其中最大壓應力為4.04 MPa＜32.40 MPa，最大拉應力為2.65 MPa≤1.15×2.65≈3.05 MPa，滿足規范要求。

產業的發展勢必會帶來就業機會，也就會吸引更多的年輕人留在村落。創造就業崗位，創造為年輕一代新農村人接納的就業崗位也是傳統村落活化更新關注的焦點。

圖7 3×35 m的T梁橋上翼緣最大法向應力圖

圖8為長50 m的T梁運梁炮車過3×30 m的T梁橋時，混凝土下翼緣最大法向應力圖，其中最大壓應力為9.74 MPa＜32.40 MPa，最大拉應力為1.94 MPa≤1.15×2.65≈3.05 MPa，滿足規范要求。

圖8 3×35 m的T梁橋下翼緣最大法向應力圖

4 長50 m的T梁架梁檢算

4.1 支架布置

架橋機前支點作用于前橫梁上，前橫梁下方布置1.4 m×0.4 m×0.5 m方木，方木下方布置3片橫向貝雷梁，貝雷梁縱向間距為（45＋60） cm，貝雷梁下方再布置一層方木。

具體布置情況如圖9所示。

圖9 支架布置示意

4.2 計算荷載

前支點受到的集中力大小為：F＝G1/4＋G2/4＝113.5 t，考慮安全系數后荷載取1.2F＝136.2 t。

4.3 貝雷梁承載力檢算

根據上文所求荷載，將其施加于橫梁上，定義為移動荷載，建立其相應的模型，如圖10所示。

圖10 整體模型

其中，貝雷梁應力情況如圖11所示。

圖11 彎曲應力圖

貝雷梁局部最大剪切應力為192.6 MPa，小于貝雷梁容許剪切應力206 MPa。

綜上，貝雷梁承載力滿足要求。

4.4 方木強度、剛度檢算

對于方木的剛度，只對貝雷梁上方的方木進行檢算。由圖12可以看出，方木最大豎向位移為0.628 mm＜600/400＝1.5 mm，故方木剛度滿足要求。

圖12 方木位移圖

對于方木的強度，需要進行上層及下層方木的檢算，如圖13、圖14所示。

圖13 方木彎曲應力圖

圖14 方木剪切應力圖

綜上可知，方木彎曲應力最大值為6.82 MPa，小于容許值12 MPa；剪切應力最大值為0.036 MPa，小于容許值1.8 MPa，均滿足要求。

5 結語

本文通過將長50 m的T梁過橋及架設數值模擬數據與規范設計安全值進行對比，分析如下：

1）當長50 m的T梁運梁炮車運梁通過已架設的3×30 m、3×35 m的T梁時，梁體產生的最大拉應力為2.67 MPa，滿足規范要求。

2）對于架梁施工方案，結合數值模擬分析，方木強度、剛度，貝雷梁剛度、強度，架梁下部結構承載力和裂縫檢算，均滿足要求。