现浇梁侧位横移施工滑座和滑道优化设计研究

摘要

赣深(赣州—深圳)高铁下行疏解线福龙路特大桥为单线32 m简支梁桥，通过钢门式墩小角度跨越既有广深港(广州—深圳—香港)高铁，采用侧位现浇、张拉脱模后整体横移顶推施工就位的方法。为探讨现浇梁侧位横移施工过程中关键构件滑座和滑道设计合理性，文中应用有限元软件ANSYS Workbench,结合SpaceClaim软件，建立滑座和滑道空间有限元模型，在静力分析的基础上，以等效应力和挠度为状态变量、结构强度和刚度为优化目标，提出滑座和滑道综合灵敏度分析、响应面法和多目标遗传算法的优化设计方法，给出滑座和滑道结构优化后的建议尺寸组合。结果表明，滑座和滑道在侧位横移过程中最大应力出现在加劲板与顶底板交界处，最大挠度出现在顶板远离加劲板的悬臂位置；在多个设计变量耦合作用下，滑座顶板和滑道腹板厚度对结构应力和挠度灵敏度及状态变量响应最明显，加劲板厚度对滑道和滑座应力灵敏度总体呈正相关，对挠度灵敏度总体呈负相关；与原设计相比，优化设计后滑座应力、挠度和用钢量分别下降17.0%、15.9%、0.6%,滑道应力、挠度分别下降22.2%、22.3%,滑道用钢量仅提高1.8%,优化设计方法在控制经济成本几乎不变的情况下可有效提升滑座和滑道的安全储备。

关键词

桥梁 / 侧位横移 / 滑座 / 滑道 / 多目标遗传算法 / 优化设计