基于SAP2000钢箱梁步履式顶推局部受力影响因素分析
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钢箱梁顶推参数影响及稳定性分析XIE Fujun;ZHANG Jiasheng【摘要】为了研究钢箱主梁顶推施工过程的受力特点及其局部稳定性,结合某钢箱自锚式悬索桥,分析导梁的各个设计参数对顶推过程受力及变形的影响,分析表明导梁前端最大位移、导梁根部弯矩及钢箱梁最大拉、压应力均随顶推过程呈现周期性的变化,导梁的弹性模量及泊松比的变化对顶推过程受力及变形的影响较小,导梁的长度及其平均线重度对顶推过程受力及变形的影响较大.其次,以弹性薄板的小挠度理论为基础,分析钢箱梁顶推过程的局部稳定性,计算表明,钢箱梁未加劲前,局部稳定性不满足要求,加劲之后则满足要求.考虑板组间的约束因素、材料非线性、初始几何缺陷及残余应力等的影响,结构自重引起的应力对结构的屈曲临界应力影响很小,可以忽略不计;横隔板的设置对提高钢箱梁局部屈曲效果明显.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2019(016)006【总页数】9页(P1484-1492)【关键词】钢箱梁;顶推;施工过程;影响分析;局部稳定【作者】XIE Fujun;ZHANG Jiasheng【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】U445.462;U441+.5大跨径的自锚式悬索桥,一般情况下,考虑到场地的限制和成本控制等因素,主梁施工多采用顶推法。
李传习等[1]对中国、日本和英国钢结构局部稳定设计规范有关轴心受压板件局部稳定验算方法进行比较、分析,提出对轴向受压钢箱梁不同板件或者组合板件进行局部稳定验算时推荐采用的相应规范及其条文。
刘刚[2]对美国规范和中国规范中钢结构抗震局部稳定进行分析和比较。
郭青锋等[3]对猎德大桥顶推过程中钢箱梁局部稳定进行分析,并根据规范公式对加紧肋进行宽厚比验算。
张玉平等[4]运用有限元软件ANSYS,根据施工方案对嘉绍大桥钢箱梁施工过程中的2个最不利工况进行穗定性和强度验算分析。
李立峰等[5]以某大跨度自锚式悬索桥为例,进行2个不同结构布置的扁平钢箱梁局部稳定模型试验,得到了模型的变形、应力分布规律以及失稳荷载、破坏形式,提出考虑材料与几何双重非线性、初始几何缺陷和残余应力的极限承载力分析方法。
钢箱梁顶推施工中导梁结构受力分析作者:范鹏李志成来源:《科技资讯》2023年第22期摘要:依托某带导梁钢箱梁顶推施工工程,通过Midas Civil软件建立钢箱梁全桥细化模型,研究了在顶推施工过程中导梁结构在不同计算工况下的受力变化。
考虑不同工况下对应的边界条件和施工荷载施加等因素,分析计算了施工全工况下及结构应力应变。
研究结果表明:在不同施工阶段下,结构受力均满足规范要求,导梁在斜交钢箱梁顶推施工过程中存在扭转变形的现象,对其结构受力不利应重点关注。
关键词:钢箱梁顶推施工导梁受力分析中图分类号:U445.462 文献标识码:AForce Analysis of Guide Beam Structure in the Incremental Launching Construction of Steel Box GirdersFAN Peng LI Zhicheng(1. Yancheng Emergency Disposal Center for Highway Maintenance, Yancheng, Jiangsu Province, 224000 China;2. Hohai University, Nanjing, Jiangsu Province, 210098 China)Abstract: Relying on the incremental launching construction project of a steel box girder with the guide beam, this paper establishes a refined model of the whole steel box girder bridge by Midas Civil software, and studies the force changes of the guide beam structure under different calculation conditions during incremental launching construction. Considering the factors such as the corresponding boundary conditions and construction load application under different working conditions, this paper analyzes and calculates the stress and strain of the whole construction condition and the structure. The results show that under different construction stages, the force of the structure meets the requirements of the code, and that the guide beam has torsional deformation during the incremental launching construction of the skew steel box girder, so the unfavorable force of the structure should be paid more attention to.Key Words: Steel box girder; Incremental launching construction; Guide beam; Force analysis近年来,我国交通建设发展迅速,其中公路基礎设施建设也不断深入。
顶推法施工中钢箱梁局部屈曲分析摘要:以某钢箱梁顶推为工程依托,针对顶推过程中由于临时支架、钢箱梁本身线型误差、以及钢箱梁在吊装、焊接过程中的施工误差,导致箱梁与滑板之间的面接触变为点接触,甚至出现脱空的现象,致使支反力重分布,进而导致局部屈曲。
采用三维精细有限元板壳模型模拟钢箱梁顶推施工过程,建立精细局部模型对支点处局部屈曲状态进行仿真分析,并建议在通过滑道的底板上增加平行及垂直于腹板的加劲肋。
该建议被采纳实施后,取得了良好的施工效果,可供同类工程项目借鉴。
关键词:顶推;钢箱梁;局部屈曲分析;仿真分析顶推法施工方便施工单位进行管理,能够在比较恶劣的条件下施工,具有宽敞的施工平台并可避免高空作业,由于施工具有良好的整体性,在现代桥梁施工中被广泛采用[1 - 6]。
尤其在处理桥梁上跨铁路以及主要交通干道等问题有显著的优势[1],是一项具有广泛应用前景的桥梁施工技术。
本文以某钢箱梁顶推为工程依托,介绍钢箱梁安装以及顶推就位过程,以及在此过程中出现的钢箱梁局部屈曲现象、三维精细有限元仿真分析屈曲模态、以及建议加固的方法,确保后续顶推施工安全有效进行。
1 工程简介某工程需要顶推的钢箱梁横跨主干道、该主干道的匝道,梁底离主干道高度9~18.3 m,离匝道5.7 m。
为不对主干道的交通造成影响,采用梁段顶推方式进行钢箱梁就位施工[2]。
顶推钢箱梁孔跨布置为(39+50+39) m,竖曲线为圆曲线,曲率半径3 497.854 m,采用等截面流线型的单箱5室截面,梁高2 m。
箱梁顶面全宽25 m,箱底宽度13.5 m,两侧悬臂长度5.75 m,顶板厚度14 mm,底板厚度14 mm,全桥采用Q345C钢板制作,其截面大样如图1所示。
全桥分为22个节段,质量共约1 420 t,最大梁段质量84 t,最大梁段尺寸25 m×6.295 m×2 m。
顶推过程中,当钢导梁即将上22号墩时为最不利工况,此时钢导梁加主梁最大悬臂长度为55 m,该阶段钢箱梁极有可能发生局部屈曲现象[7 - 8],如图2所示。
钢箱梁步履式平移顶推受力特性与施工技术的开题报告一、选题背景和意义随着社会经济的发展和城市化进程的加速,交通基础设施建设日益迅猛。
其中,道路建设是城市化进程中重要的基础设施之一。
在道路建设中,钢箱梁作为一种新型的桥梁构造方式,被广泛应用于桥梁项目中。
钢箱梁具有重量轻、强度高、刚度好等优点,因此成为近年来桥梁建设中的首选结构。
在对钢箱梁的施工过程中,往往需要采用步履式平移顶推技术进行完成。
因此,了解钢箱梁的步履式平移顶推受力特性以及施工技术,对于桥梁的设计和施工具有重要的意义。
二、研究内容和目标本文将针对钢箱梁步履式平移顶推技术,探究其受力特性以及施工技术。
具体研究内容包括:1、钢箱梁的特点和平移顶推技术概述;2、钢箱梁步履式平移顶推施工过程中的受力分析;3、钢箱梁步履式平移顶推施工过程中的施工技术;4、钢箱梁步履式平移顶推施工过程中的注意事项和经验总结。
本研究的目标是通过对钢箱梁步履式平移顶推施工技术的研究,提高桥梁的设计和施工水平,为钢箱梁步履式平移顶推技术的发展和完善提供有价值的参考和借鉴。
三、研究方法和技术路线本文主要采用文献资料法和实例分析法两种研究方法。
通过对国内外文献的调研,了解钢箱梁和平移顶推技术的研究现状和发展趋势,掌握施工技术的基本知识和操作要点。
同时,本文还将通过对实际项目进行案例分析,对钢箱梁步履式平移顶推工程的施工过程进行具体的受力分析和施工技术探究。
最后,将总结归纳出施工中需要注意的事项和经验,以便于工程实践中的应用和推广。
四、研究预期结果和成果本文的研究预期结果和成果包括:1、通过文献和实例分析,彻底了解钢箱梁步履式平移顶推技术的受力特性和施工技术;2、掌握各种钢箱梁步履式平移顶推工程的施工技术要点和实践经验;3、提高桥梁工程设计和施工的技术水平,为工程实践提供参考和借鉴;4、对钢箱梁步履式平移顶推技术的发展和完善提供有价值的参考和借鉴。
综上所述,本研究将对钢箱梁步履式平移顶推技术进行深入探究,为桥梁工程的设计和施工提供有价值的参考和帮助。
钢结构分析步骤示意步骤一:运行SAP2000,进行初始化设置点击,将单位改为“KN,m,C”。
然后点击“轴网”步骤二:定义轴网数据设置轴网数量、间距。
点击“确定”。
在右边3D图示中左键双击图形,弹出“定义网络系统数据”对话框,修改“Z5”坐标为“13”。
点击“确定”来关闭对话框。
轴网定义完毕。
点击“定义”----“材料属性”,弹出定义材料对话框,选择“快速添加材料”,弹出“快速材料定义”对话框,料”,修改相关系数,如下图。
点击“确定”,回到“定义材料”对话框。
点击“快速添加材料”,在材料类型里面选择“Concrete”,规范为“Chinese C30”,点击“确定”。
如下图。
点击“确定”,“确定”,材料定义完成。
步骤四:定义框架截面点击“定义”---“截面属性”---“框架截面”,弹出“框架属性”点击“添加新属性”,然后点击第一个图形,弹出下图,修改相关参数。
并点击“确定”。
回到“框架属性”界面后,再次点击“添加新属性”,选择第一个图形,弹出下图,修改相关系数,然后点击“确定”。
点击“确定”。
框架截面定义完成。
步骤五:定义版界面属性点击“定义”---“截面属性”---“面属性”,弹出“面界面”对话框点击“添加新界面”,弹出“壳截面数据”,并修改相关参数。
点击“确定”。
再点击“确定”,定义板截面完成。
步骤六:绘制构件点击左侧窗口,使其激活。
点击界面上不工具条中设置“YZ视图”,使左侧视图进入YZ(X=0)立面。
点击绘制“框架/索单元”按钮,弹出“对象属性”浮动窗,在Section下拉列表选择“H500X300X12X20”分别在竖向轴线分层以两点方式绘制柱子。
柱子绘制完成后,在“绘制属性”浮动窗中Section下拉列表选择“H400X300X10X16”,将一、二层的梁和屋面梁绘制上去。
在接卖弄左侧工具条中点击“选择全部”按钮,选中所选构件,点击“编辑”---“带属性复制”,弹出“复制”,修改相关参数,点击“确定”。
钢箱梁步履式多点连续顶推施工关键技术及设计要点探讨摘要:通过结合工程实例,论述了钢箱位连续按压施工时的定位、导向光束定位、支撑桥墩高度的关键技术。
根据打击时的构造物的应力特性整理了钢板箱位设计要领。
关键词: 钢箱梁步履式多点连续顶推顶推线形钢导梁线形调整措施引言:20世纪60年代,顶推法最早用于桥梁的建设,尤其是钢桥梁的建设。
但是由于比传统方法并不是显得非常方便,所以没有得到广泛的推广。
但是在20世纪末,在混凝土桥梁中得到了广泛的推广应用,因而获得了新的生命力,随着顶推技术的不断发展和成熟。
目前在国内外又出现了将顶推法应用于钢架桥的应用上,但由于对刚架桥的设计研究较少,顶推法施工的主要思路就是在预先设计好的场地进行施工,然后再进行下一段的预制。
一、钢箱梁步履式多点连续顶推施工的设计要点1.1梁步履式多点连续顶推的相关工艺采用线性多点推法推送连续钢箱梁的四个截面,分别是起升、进入、下降和复位。
每个截面小于4-6米,平移得到钢箱梁。
在顶推过程中,梁与墩之间的摩擦和流动处于顶推过程中。
推力是自平衡的,不受人体负荷的影响。
在顶推过程中,梁与墩之间的摩擦和滑动均在顶推装置内进行。
顶推水平力自平衡,桥墩基本不承受水平荷载。
顶升装置由同步液压控制系统、垂直和水平千斤顶、下支撑结构、上支撑结构、横向校正结构和临时垫梁组成,如图1所示。
推压过程如下:垂直千斤顶同步打开支撑筒,直到钢箱梁被提升并与临时垫梁分离,水平千斤顶同步打开推压筒,使上部支撑结构与钢箱梁整体向前移动,直到与支撑筒接触。
图 1 顶推装置示意梁掉在暂时的靠垫上,上部支撑结构和铁箱梁离开着,打开水平的千斤顶,从顶部支撑结构转移,达到了凤尾船的返回。
反复以上的步骤,进行铁箱的天花板压工程,从铁箱的天花板到设计位置1.2顶推过程钢箱梁的受力情况由上述说明可以推断:第一,顶升道路以钢箱梁为多点支撑连接梁,其体强度在钢箱梁和临时支撑的重量中广泛分布,并且其整体受力大小与钢箱梁的重量和临时支撑的布置间距相关,成正相关分布;第二,顶升直接施加在钢箱梁底板上,接触点必须是由一支座反力,其尺寸为支座反力大小、支座表面尺寸、钢箱梁节点处的小加劲形状等。
钢箱梁步履式顶推法施工关键技术研究摘要:随着社会、经济和科学技术的进步,桥梁工程的发展也是日新月异,步履式顶推钢箱梁的施工技术也随之兴起,它依托自身所具备的优势,被广泛应用于桥梁建设中,在确保工程质量的同时,大大降低了桥梁工程中的难度。
虽然这种顶推法具有很多优点,但在使用步履式顶推法时,需要按照有关的技术规范和程序,加强对各工序的监督,保证各环节的规范化和科学性。
关键词:步履式顶推法;钢箱梁;施工工艺引言随着我国经济的快速发展,交通基础设施日益完善,为各个产业的发展提供了强有力的保证。
在一些特大型、高难度桥梁的施工中,钢箱梁顶推施工技术的应用是非常普遍的,而顶推设备的选择和安装以及顶推施工的同步控制是保证工程高质量的关键。
本文着重阐述了步履式多点连续顶推施工技术的特点,并对其进行了深入的分析,以提高其整体质量和工作效率,使钢箱梁的施工更加顺畅。
1步履式多点连续顶推施工工艺特点分析(1)每一套顶推设备都配有竖向千斤顶,并可自由设置顶升高度,随钢箱梁坡度的变化而变化,具有一定的灵活性。
(2)钢箱梁在顶推过程中,由于顶升设备的顶升,整体钢箱梁会发生迁移现象。
因此,顶推设备上的钢箱梁不受惯性影响,使其顶推安全可靠。
(3)钢箱梁顶推、钢箱梁横向纠偏、顶推迁移等工作均在顶推设备中顺利完成。
此时,理论上水平推力不会影响钢管支墩。
(4)采用吨位80吨的纵向顶推千斤顶,纵移千斤顶同步性较高,如若同步性偏低,必然导致钢箱梁在实际顶推过程中发生偏移,从而增加纠偏工作量。
当顶推作业不能达到同步时,就会产生水平推力,从而影响临时支墩的安全。
2步履式多点连续顶推施工工艺步履式多点连续顶推工艺是利用顶推装置顶升、平移、落梁、复位不断循环的四个共组对钢箱梁进行平移,保证钢箱梁顶推4-6米/小时。
另外,在顶推过程中,采用步履式顶推系统的顶推装置,使梁体滑至指定位置,顶推水平力相互平衡,支墩几乎不受水平压力的影响。
顶推装置由液压控制系统、竖向千斤顶、水平千斤顶、上下支撑、横向纠偏结构和临时垫梁组成。
科技与创新|Science and Technology & Innovation2024年 第04期DOI :10.15913/ki.kjycx.2024.04.024钢箱梁顶推施工中临时结构受力特性研究王建华1,李志成2(1.浙江交工集团股份有限公司,浙江 杭州 310000;2.河海大学土木与交通学院,江苏 南京 210098)摘 要:以某钢箱梁顶推施工工程为背景,通过MIDAS Civil 有限元模拟软件建立钢箱梁顶推临时支架模型,根据现场施工方案确定计算工况,分析临时结构在各工况下的应力、位移变化规律,并对各阶段临时结构的稳定性进行了验算。
结果表明,临时支架在各计算工况下的变形、应力和稳定性均满足规范要求。
在顶推施工阶段,钢管的组合应力最大,故钢管为临时支架的最危险构件,施工时需对其重点关注。
而且,主梁偏移对临时结构的受力有不利影响,需在主梁发生偏移时及时进行纠正。
关键词:临时支架;顶推施工;有限元分析;稳定性分析中图分类号:U445.462 文献标志码:A 文章编号:2095-6835(2024)04-0088-03随着中国经济的飞速发展,基础建设得到了良好的发展空间。
桥梁作为交通枢纽的重要组成部分,其施工技术也在近年成为了研究的重点对象[1]。
钢箱梁具有重量轻、刚度大、跨越能力强等特点[2],被广泛应用于桥梁建设中。
为减少施工工期及降低施工对桥下通行的影响,跨既有线路桥梁建设工程多采用顶推法进行施工[3]。
李传习等(2019)[4]以泸州沱江四桥变曲率竖曲线钢箱梁顶推施工为背景,对局部受力最不利的L5临时墩滑道处钢箱梁的应力及其对材料参数、施工误差的敏感性进行了分析;夏学军(2019)[5]针对临时墩跨度大、自由高度高的难点,采取临时墩滑道设置向后初始偏心、临时墩间设置预张拉索、拼装平台长短滑道结合设计等方式,提高施工结构承载力;卢元刚(2021)[6]以孔李淮河大桥为三跨连续钢箱系杆拱桥项目为背景,利用有限元软件对顶推施工进行仿真分析,对拱肋、主纵梁、临时支撑在顶推过程中的受力和变形进行了详细计算。