钢结构桥梁施工临时措施受力浅析

白亚洲 陈宏 杨宝 薛韧

中建钢构四川有限公司 四川成都 620564

随着国内基础设施发展，市政立交钢结构桥梁施工越来越多，施工临时措施支架设计非常重要，用料经济，节点构造简单，保证施工过程中的安全性，用有限元分析软件计算结果作为技术支撑。

1 工程概况

本工程为某高速公路工程互通主线钢箱梁，包括主线桥左幅第七联及右幅第八联，跨越既有某高速公路。两幅钢箱梁构造一致，每幅桥宽16500mm，长59840mm。单幅重约550 吨，总重1100 吨。

钢箱梁主材为Q345D 钢材，顶板采用25mm 及16mm 厚钢板，底板采用25mm 及16mm 厚钢板，腹板采用14mm 厚钢板。顶板采用U 型肋及板肋加劲，底板采用T 型肋加劲，腹板采用板肋加劲[1]。

钢箱梁位于1．8%的纵坡上，横向坡度为2%，承单向布置，沿里程前进方向左低右高。桥梁设置中心为119mm 的预拱度，以二次抛物线布置[1]。

2 计算参数

钢箱梁采用Q345D 钢，其性能符合桥梁用结构钢（TB/714-2008）的规定；支架采用Q235B 钢材；钢材自重：78．5kN/m3；

容许应力Q235B：弯曲容许应力[145]MPa；轴向应力[140]MPa；剪应力[85]MPa；

表1 支架参数表

Q345D：弯曲容许应力[210]MPa；轴向应力[200]MPa；剪应力[120]MPa。

图1 支撑排架横断面图（单位：mm）

图2 支撑排架纵断面图（单位：mm）

3 支架模型建立和计算结果

根据施工阶段工况，左幅第七联与右幅第八联结构相同，且对称分块安装钢箱梁，因此选取一组支架为计算对象[2]，偏安全计算，支架计算时均考虑1．2 的安全系数，本文仅阐述偏载作用下支架模型离散图如下图所示：

图3 模型离散图

图4 支反力（单位：kN）

图5 竖向位移图（单位：mm）

图6 正应力图（单位：MPa）

由上图可知，支架竖向位移0．9mm，小于L/600=1500/400=3．75mm规定，刚度满足要求。

图7 剪应力图（单位：MPa）

图8 轴向应力图（单位：MPa）

由上图可知，支架最大正应力为27．4MPa，小于Q235 钢材的弯曲容许应力145MPa；最大剪应力为41．4MPa，小于容许剪应力140MPa，最大轴向应力为28．7MPa，小于轴向容许应力85MPa；强度满足要求[2]。

图9 一阶屈曲模态（稳定系数：174.6）

由上图可知，支架一阶屈曲稳定系数为174．6，大于经验系数4．0，则支架整体稳定性满足要求。

4 结语

某高速公路工程互通主线钢箱梁全部采用此设计支架安装完成，在该过程中：总结了临时支架强度、刚度、稳定性计算的有限元软件使用经验。

施工前须对支架体系进行预压，以消除支架的非弹性变形，检验支架结构的刚度和稳定性；施工过程中应加强支架的沉降状况及稳定性观测。

当支架最外侧支反力出现负值，建议在支架根部增设抗拉拔措施，保证支架整体稳定性[3]。

上述技术对类似钢结构桥梁的安装、临时措施支架的设计与施工，具有很好的参考价值。