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钢 管 混 凝 土 拱 桥 施 工 阶 段 吊 杆 应 力 分 析
Stress Analysis of the Derrick Boom During the Construction Stage
of Concrete—Filled Steel Tube Arch Bridge
高峰
(四川广联达通建设工程有限责任公司，四川 绵阳 621000)
GAO Feng
(SichuanGuanglianDatongConstructionEngineeringCo．Ltd．，Mianyang 621000，China)
【摘 要】近年来，城市化进程明显加快，桥梁建筑工程项目也日益增多。论文以某钢管混凝土拱桥施工项目为例展开分析，对钢管
混凝土拱桥的施工概况进行阐述，采用GEO5有限元软件进行分析，研究拱桥施工阶段的吊杆应力。
【Abstract】Inrecentyears，theurbanizationprocesshasaccelerateddramaticallyandthebridgeconstructionprojectshavebeenincreasing．In
this paper．the construction project ofa concrete—filled steel tube arch bridge is analyzed in this paper．Firstly，the construction situation of
concrete—filledsteeltubearchbridgeisexpounded，paperusestheGEO5finiteelementanalysis softwaretoanalyzetheFEM，studiesthederrick
stressofthearchbridgeinconstruction．
【关键词】钢管混凝土；拱桥；吊杆应力
【Keywords]concrete·filledsteeltube；archbridge；derrickstress
【中图分类号1U445．57 【文献标志码】A 【文章编号】1007-9467(2018)08-0176．02
[DOI]10．13616~．cnki．gcjsysj．2018．08．282
1 引 言
在当今时代 ，施工材料的质量和优势，对于建筑工程具有
重要的影响。通过对钢管混凝土的分析，钢管混凝土作为抗震
性能好、承载力高的优越性材料 ，其被广泛应用到城市建筑施
工中。但是，采用钢管混凝土施工的桥梁建筑 ，可能会受天气
环境、施工技术和地质条件等的影响 ，在一定程度上导致桥梁
结构与实际的施工状态有所偏差。本文通过对钢管混凝土拱
桥有限元模型的分析和吊杆应力的探讨，以期为提高钢管混
凝土拱桥施工水平奠定坚实的基础。
2 钢 管 混 凝 土 拱 桥 的 施 工 概 况
为了能够提高分析的准碲陛，本文选取某钢管混凝土拱
桥为研究对象。该拱桥的主桥跨径为 68m，引桥为 15mx20m，
拱桥桥头引道总距离为302．7m，承重荷载的等级为Ⅱ级。拱桥
上部区域结构主要是由钢管混凝土构成，其系杆中心距离为
9．3m，系杆拱拱肋轴线以二次抛物线为主。其中，二次抛物线
【作者简介】高峰(1985 )，男，四川绵阳入，工程师，从事道路桥梁
工程研究。
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形成的拱轴线方程可以体现为 ：y=4f(L-x)x／L ，式中，L为计算
的跨径 为矢高。拱桥系杆混凝土的标号为 C50，系杆宽 1．3m，
高 1．Sm，利用箱形断面，在拱桥的拱脚部位加宽至 1．4m。全拱桥
共计有 26根吊杆 ，各对应的吊杆之间设置有长度相等的横
梁，具体主跨如图 1所示。
图 1 钢管混凝土拱桥主跨示意图
3 钢 管 混 凝 土 拱 桥 的 有 限 元 分 析 模 型
3．1有 限元模 型 的建立 和边 界条件
在分析钢管混凝土拱桥时，需要建立相应的有限元模型t。I。
通常情况下，在单元计算建立时，需要明确拱桥各种受力的杆
件 ，比如，Franme单元模拟的主桥系杆、横梁、吊杆和拱肋等，
其拱桥的截面尺寸应根据钢管混凝土拱桥施工图的具体情况
按比例输入。同时拱桥的预应力钢束在有限单元建模时 ，应将
其处理为 Tendon单元 ，在荷载力的作用下 ，将桥面板及附属
性结构有效地作用于拱桥的杆件。此外 ，在建立模型时要注意
拱桥的边界条件[21。
3．2 荷 载取 值和 模拟 工况 的计算
有限单元分析模型建立后，应根据拱桥的杆件和吊杆设
置情况，计算荷载取值囝。经过分析，拱桥荷载取值主要从其自
重、二期荷载、温度、预应力和收缩徐变等方面展开。在自重方
面，计算混凝土重量 ，通常按照 26kN／m，的方式计算 ，一般情
况下拱桥自重系数取 1．04。在二期荷载方面，主要是分析护栏
和桥面板等荷载的位置，护栏荷载位置是在拱桥的栏杆上 ；桥
面板荷载位置是在拱桥横梁上。在温度方面 ，主要
是对钢管混凝土拱桥的温度，进行实体预测计算。
此外 ，根据拱桥的施工要求计算模拟的工况也是尤
为必要的。一般来说 ，依据在施工阶段的各种因素
对拱桥结构受力产生的不同影响，在一次性落架设
计下，可以将模拟工况的计算分为 4个部分：工况
l为对拱桥的拱肋钢管进行分段吊装，安装完毕后
收紧吊杆；工况 2为安装横梁，在有序张拉第一批
预应力时，对剩余的钢柬进行对称张拉 ；工况 3为
拆除临时支架并张拉横梁；工况 4为完成桥面铺装。
工程施工技术I Ctmstntctivm％ch，蝴 I
频率进行收集 ，通过计算得到各测点的具体应力值。一般来
说 ，在采用振弦式应力传感器监测频率并计算应力值时，需要
将传感器按照既定的测
钢管混凝土拱桥施工阶段吊杆应力分析（论文）.pdf
