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拱桥缆索吊装施工塔架有限元仿真分析

2020-06-21卢复昌

西部交通科技 2020年2期

摘要:文章以某钢管混凝土拱桥缆索吊装施工塔架为研究背景,根据塔架在各施工节段受力的最不利状态,对高耸塔架钢桁架结构进行了仿真分析计算,结果表明该塔架整体受力性能满足使用要求。

关键词:拱桥;缆索吊装塔架;稳定性;有限元分析

0 引言

拱桥的施工方法分为自架设方法和非自架设方法。非自架设方法主要有支架法、吊装法和转体法等;自架设方法又称无支架法,主要有转体施工、缆索吊装、劲性骨架及悬臂拼装等[1]。缆索吊装施工方法由于具有经济、安全、适用范围广等特点,已广泛应用于大跨径拱桥施工中,目前,70%以上的钢管混凝土拱桥拱肋架设方法采用缆索吊装施工技术[2-3]。缆索吊装塔架主要承受主缆索、扣索、缆风传递的压力及风荷载作用,塔架属于大型高耸结构物,他的稳定性问题在结构分析中显得尤为重要[4]。因此,对塔架的强度、刚度及稳定性进行计算分析具有重要的意义。

1 工程概况

广西平果县某大桥全长294 m,主桥为净跨180 m钢管混凝土中承式拱桥,引桥为30 m预应力混凝土现浇箱梁,全桥宽为30 m。主桥矢跨比为1/4,拱轴系数m=1.2,拱肋为钢管混凝土桁架式结构,拱肋横向中心间距为24.5 m, 单片拱肋采用等高度四根钢管桁架式截面,拱肋高度为4.2 m,宽度为2.4 m,单根拱肋分8个节段加工制作及安装,单节段拱肋最大重量为80 t。

2 塔架结构布置

缆索吊装塔架采用主扣塔一体化形式,塔架总高度为78 m,横桥向总宽度为44 m,顺桥向宽度为4 m。塔架采用N型万能杆件拼装组成,竖向杆件由4∠120×10 mm组成,顺桥向与横桥向横杆分别由2∠75×8 mm组成,顺桥向和横桥向竖联斜杆由2∠100×8 mm组成。……

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