大跨混合梁斜拉桥钢箱梁段悬臂拼装线形计算研究
刘晓宝
（中铁十五局集团有限公司，陕西西安710000）
[摘要]随着桥梁工程规模的扩大，桥梁建设过程中，悬臂拼装结构的施工线形控制问题开始凸显出来.以岳口汉江特大桥为工程背景介绍了零初始位移法在钢箱梁段悬臂拼装时安装线形的计算过程，使得钢箱梁段在施工过程 中能够较为平顺地达到所要求的线形.
[关键词]桥梁工程；斜拉桥；悬臂拼装；零初始位移法；安装；线形
[中图分类号]U448.27
[文献标识码]A[文章编号]1002-8498（2017）11-0029-03
StudyontheLinearCalculationofCantileverAssemblyofSteelBox Girder of Cable-stayed Bridge with Long Span Hybrid Girder
LIU Xiaobao
（ooxpr mg ）
Abstract: With the developement of the bridge project the construction of the cantilever assembly linecontrol problems begins to be highlighted in the construction process of the bridge construction. In thisBridge was presented by the zero initial displacement method. It can be more smooth for the steel box paper the caleulation process of alignment in steel box ginder cantilever erection of Yuekou Hanjianggirder of the cable-stayed bridge with long span hybrid ginder to achieve alignment required in theconstruction process
Key words: bridges; cable stayed bridges; cantilever erection; zero initial displacement method;installation ; alignment
本文对正在建设中的岳口汉江特大桥预拼线法是指在悬臂施工过程中，新单元与已成部分连接形的问题进行了讨论，用零初始位移法计算了主梁节点的初始位移采用已成单元该节点的计算值确安装线形，较好地解决了主梁梁段拼装时线形的控定，指定自由端节点的初始位移为0.切线初始位移法与零初始位移法的主要区别在于位移的计量0.而切线初始位移法是将新节点的初始位移指定到 方式不同：零初始位移法是设定新增节点的位移为沿着已成梁段悬臂端切线上.由于切线位移法得出的制造线形是无应力线形，而悬臀拼装过程中已成梁端已经受力，因此用切线位移法计算得出安装线形并不合理.所以本文将采用零初始位移法计 算安装线形，同时也对切线初始位移法的计算结果进行对比分析.
制问题.
1安装线形计算方法
安装线形是指在悬肾拼装过程中各新安装梁段的自由端所连成的曲线.在线弹性范围内，它的计算公式如下：
(1)
式中：H为安装线形；H.为设计成桥线形；H，为成桥竖向位移（最终挠度值）.
设计成桥线形已知，求安装线形的关键就转化为如何求成桥竖向位移.
3工程概况
2位移计算
岳口汉江特大桥位于天门市岳口镇长坨坑一新场河段内，主桥结构采用（325093260 38）m钢箱混合梁独塔斜拉桥，半漂浮体系，全梁长474.2m（不含梁缝）.边跨及部分中跨主梁为预应力混凝土箱梁，其余中跨主梁为钢箱梁.钢-混分界
位移的计算目前主要有两种有效的方法，分别是零初始位移法和切线初始位移法.零初始位移
工顺序进行了桥梁施工阶段分析.为了体现零位移法在这一模型中的应用，只列举出斜拉索的初张 拉过程，即岳口汉江特大桥塔梁同步施工过程，施工大致顺序为：浇筑28节段混凝土塔柱一初张拉0号索一浇筑29节段混凝土塔柱一初张拉1号索一安装第1节钢箱梁一浇筑30节段混凝土塔柱一初张拉2号索一安装第2节钢箱梁一浇筑31节段混 凝土塔柱→初张拉3号索一安装第3节钢箱梁一浇筑32节段混凝土塔柱一初张拉4号索一安装第4节钢箱梁一浇筑33节段混凝土塔柱一初张拉5号索→安装第5节钢箱梁→浇筑34节段混凝土塔 柱→初张拉6号索一安装第6节钢箱梁一浇筑35节段混凝土塔柱→初张拉7号索一安装第7节钢箱梁一浇筑36节段混凝土塔柱一初张拉8号索一安装第8节钢箱梁一初张拉9号索一安装第9节钢箱梁一如此施工至第19节钢箱梁一初张拉20号索. 塔梁同步施工的过程从浇筑第28节段混凝土塔柱到浇筑36节段混凝土塔柱完成为止.
点位于主梁中跨侧距离索塔23m处.主梁由混凝土箱梁和钢箱梁两部分组成，钢-混分界点位于主梁 中跨侧距索塔23m处，如图1所示.
图1全桥结构（单位：m）Fig. 1 The bridge structure( unit ;m)
4有限元建模
全桥采用MIDAS/Civil有限元软件建立模型，如图2所示，其中单元471个，节点617个.用梁单 元模拟主梁、墩等，用只受拉单元模拟斜拉索.不同单元之间通过共用节点的方式进行连接，钢-混结合段通过修改混凝土重度的方式以正确模拟结构自重.斜拉索张力在计算时通过初拉力的方式进行赋予，与施工步骤一致.混凝土收缩徐变与强度 随混凝土龄期的变化通过赋予相应的收缩徐变曲线和强度曲线予以实现.竖向压力主要是考虑P-效应，通过有限元模型中的非线性予以考虑.全桥采用半漂浮体系，墩底全部固结，支座位置赋予桥梁横向约束与竖向约束，放开纵向约束.
5计算结果及分析
对模型进行运算分析，列举出钢箱梁拼装过程中每阶段钢箱梁段端部的节点位移，其中，施工19 号钢箱梁为全桥成型的最后一个阶段，也是钢箱梁桥部分的合龙段.采用零位移法的目的在于保证全桥进行到19号钢箱梁的拼装时，全桥处于一个水接钢箱梁一18号钢箱梁和20号钢箱梁对接的施 平状态，大大降低19号钢箱梁在悬吊状态下与已拼工难度.表1列举了按照零初始位移法计算的部分数据结果，图3完整显示了根据零初始位移法得到的钢箱梁施工过程中每节钢箱梁拼装完成时，钢箱梁端部以及已拼接完成的节点竖向位移变化：表2 为根据表1所示数据进行拼装计算的结果，图4为根据图3所示结果获得初始位移作为安装线形进行拼装计算的结果.由图4中数据可见，根据零位移
图2全桥模型Fig.2 The bridge model
在建模过程中，根据岳口汉江特大桥实际的施
表1零初始位移法计算位移的部分结果
Table 1The partial results the displacement by zero initial displacement method
吸护钢箱梁节段 101 111 121 131 141 151 161 171 1811 0. 003 53 5 0. 003 4 0. 002 0 0. 007 4 0. 008 4 0. 009 97 9 0. 011 8 0. 016 2 0. 044 6 0. 065 3 0. 055 8 0. 107 7 6 110 0.072 4 0. 013 111 0. 016 6 0. 072 4 0. 134 2 0. 130 8 0. 074 5 0. 013 313 15 0. 013 3 0. 010 0 0. 067 8 0. 060 5 0. 137 4 0. 129 9 0. 157 7 0. 157 5 0. 139 3 0. 154 0 0. 087 0 0. 115 9 0. 036 5 0. 061 8 0. 032 317 19 0. 008 1 0. 007 9 0. 053 7 0. 052 1 0. 119 8 0. 116 3 0. 151 1 0. 149 4 0. 164 4 0. 176 6 0. 160 3 0. 210 8 0. 152 1 0. 275 1 0.096 8 0. 323 2 0. 076 7 0. 264 8
万方数据
表2按照零初始位移法计算位移进行拼装计算的结果
Table 2The caleulation results assembling by zero initial displacement method
节点初始位移 101 111 121 131 141 151 161 171 181钢箱梁节段 1 0. 007 9 0. 011 4 0. 052 1 0. 116 3 0. 149 4 0. 176 6 0. 210 8 0. 275 1 0.323 2 0. 264 83 5 0. 011 3 0. 005 9 0. 059 5 0. 043 7 0. 126 27 0. 003 9 0. 007 5 0. 060 5 0. 161 311 9 0. 008 3 0. 008 7 0.013 2 0. 020 3 0. 008 6 0. 017 9 0. 018 6 0. 077 0 0. 189 7 0. 102 1 0. 224 113 15 0. 005 4 0. 002 1 0. 015 7 0. 008 4 0. 021 1 0. 013 6 0. 008 3 0. 008 1 0. 037 3 0. 022 6 0. 123 8 0. 094 9 0.238 6 0. 213 3 0. 355 517 0. 000 2 0. 001 6 0. 003 5 0. 001 7 0. 012 2 0. 050 5 0. 123 0 0. 226 4 0. 341 519 0 0 0 0 0 0 0 0 0
图3零初始位移法计算位移结果
图5切线初始位移法计算位移结果
Fig. 3 The displacement results by zero initial displacement method
Fig. 5 The displacement results by tangent initialdisplacement method
用于节段在施工控制中的立模标高及相应的施工 误差的调整.按照该方法进行施工，桥梁整体成桥线形良好，符合设计要求.对于悬臂施工梁段，由零初始位移法获得的安装线形与切线初始位移法法的选取. 获得的制造线形并不统一，在处理过程中要注意方
参考文献：
Fig. 4 The caleulation results by installation 图4按照安装线形进行拼装计算的结果alignment assembling
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法的推算，当施工到19号钢箱梁时，整个钢箱梁阶段都处于设计成桥线形的状态，此时，能保证19号钢箱梁的顺利拼接以及全桥线形.
图5所示为基于零初始位移法获得的位移结果进行简单处理得到的切线初始位移法的结果，由图 可见，由于初始位移的差异，通过零初始位移法和切线初始位移法计算出来的成桥位移是有区别的.图3中的位移是采用零初始位移法计算出来的，利移法得到的位移是制造线形确定的基础. 用该位移可以获得该桥的安装线形，而切线初始位
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6结语
通过本文的介绍，将零初始位移法应用到工程实例中来有臀拼装的安装线形，这个线形可以
