穿鋼棒法施工碼頭接岸引橋蓋梁時的局部應力分析

◎楊文凱 王柱 湖南省航務工程有限公司

穿鋼棒法施工工藝在橋梁施工中因其高效率、穩定性、安全性等方面的優勢，得到了廣泛的應用。由于鋼材強度一般較高，在一般碼頭接岸引橋蓋梁施工時，鋼棒自身強度一般不是問題。但鋼棒與引橋墩柱預留孔之間僅為局部接觸狀態，受力較為復雜，對孔口混凝土產生應力集中效應，導致孔口混凝土容易被壓碎。故本文以國內內河某高樁碼頭接岸引橋蓋梁施工時采用鋼棒法為例，運用有限元方法，對鋼棒與墩柱混凝土接觸處的局部應力進行分析，總結規律并得出鋼棒直徑、墩柱混凝土強度、荷載大小、荷載作用位置之間的經驗公式，方便類似工程施工時參考。

1.計算模型及工況

計算采用Ansys有限元軟件建立實體模型進行接觸分析，墩柱和鋼棒均采用solid185單元，接觸面通過targe170和conta174單元模擬面面接觸。為減少網格數量，提高計算效率，墩體橫向只建出1m×1m截面，從后面計算結果能看出，該大小能滿足計算精度。整體計算模型如圖1所示。

圖1 整體有限元模型及網格劃分

計算時考慮現澆蓋梁、施工平臺、模板自重等荷載。以上述某項目為例，選用直徑120 mm高強鋼棒，墩柱直徑1.8m，鋼棒長2.8m，分配到每根鋼棒兩端的荷載為156.56kN。分析不同參數對墩柱混凝土壓應力的影響：荷載大小、鋼棒直徑、墩體厚度，分析采用單因素分析法，即每次只分析一個因素對結果的影響。

2.計算結果

2.1 實例計算結果

根據上述項目的參數，計算得到混凝土壓應力極值分布如圖2所示?！?br>