整体顶推提篮拱桥施工过程力学性能分析

摘要

为分析整体顶推提篮拱桥施工过程的力学性能，该文以宁波新典桥为背景，运用Midas有限元软件建立主桥空间模型，得到成桥吊杆力、支座反力与设计的偏差分别为1.84%、1.80%，系梁成桥阶段位移计算最大偏差值为22 mm，拱肋成桥阶段位移最大偏差值为-12 mm，表明有限元模型模拟方法正确、可靠。顶推过程中，杆系单元计算系梁最大剪应力为112 MPa，小于规范设计强度值160 MPa。参考规范按支座处支承加劲肋计算方法，系梁局部承压强度验算结果为114 MPa，小于《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64—2015）的355 MPa要求，局部失稳结果为234 MPa，小于规范275 MPa的要求。通过分析局部模型，腹板按第四强度理论计算的等效应力为181.7 MPa，按第三强度理论计算的等效应力为204.4 MPa，结果均满足规范容许应力252 MPa的要求。由于腹板受力较大，富余量不足，采用支点强制位移值为2 cm，此时剪应力由112 MPa降至95 MPa，桥梁在整个顶推过程中未出现板件破坏与屈服现象，表明计算方法与结果能够指导实际施工。体系转换计算两种工况：(1)从中到边对称拆除；(2)从边到中对称拆除。分析结果表明两种方案结构受力影响不大，但从中到边拆除方案梁拱相对变形较小，对吊杆安装有利。

关键词

提篮拱桥 / 整体顶推 / 有限元模型 / 局部失稳 / 等效应力 / 强制位移 / 体系转换