[發明專利]大跨度連續鋼箱梁橋頂推施工斜腹板和底板內部加固方法

在審

• 申請號: 202211051958.4
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115345056A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 陳寧賢;張海順;蔣小金;張斌;于龍波;劉偉濤;王旭東;蔡夢林;梁斌;熊靜剛;王鈺;劉山林;宋杉;連延金;韓偉輝;孟令凱;范作洲
• 申請（專利權）人: 中國鐵建大橋工程局集團有限公司;中國土木工程集團有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13;G06T17/00;E01D2/04;E01D21/00;E01D21/06;G06F119/14;E01D101/30
• 代理公司: 天津合正知識產權代理有限公司 12229
• 代理人: 李震勇

本發明提供了大跨度連續鋼箱梁橋頂推施工斜腹板和底板內部加固方法，包括以下步驟：建立鋼箱梁頂推初始有限元模型；進行桿系結構數值模擬靜力分析；建立懸臂狀態最不利工況下的鋼箱梁三維實體有限元模型；進行特征值的屈曲分析；根據屈曲分析獲得第一階屈曲荷載系數，并與預期值對比；在懸臂狀態最不利工況下的鋼箱梁三維實體有限元模型中對第一階最大屈曲變形處的構件位置進行第一次加固補強。本發明有益效果：使施工方案設計合理、施工制造成本低且方便；結合工程實際情況，提出改善鋼箱梁局部受力特性措施，并對關鍵部位進行設計和施工優化，增加結構抗屈曲變形的能力，確保頂推過程結構安全可行。

技術領域

本發明屬于鋼箱梁施工技術領域，尤其是涉及大跨度連續鋼箱梁橋頂推施工斜腹板和底板內部加固方法。

背景技術

鋼箱梁頂推施工方法是指在橋墩、橋臺或施工平臺上搭設鋼箱梁拼裝平臺，鋼箱梁分節段利用提升設備在拼裝平臺上焊接成一體，通過設置在鋼箱梁底部的千斤頂將梁段頂推出拼裝平臺,不斷地重復循環,直至梁體頂推到位的方法。其中多點頂推可減少梁體對橋墩的水平作用力，無須大型頂推設備，還能有效控制梁體的偏離，因此鋼箱梁橋多采用多點同步連續步履式頂推施工方法。

在鋼箱梁頂推施工過程中，鋼箱梁除了受到彎矩引起的縱向應力以外，在支承點附近區域，鋼箱梁的局部應力問題也很突出。另外，目前頂推施工的鋼箱梁橋在設計上基本還是按照成橋運營狀態和施工過程整體計算結果進行設計的，在設計階段偏重考慮成橋階段的受力，對于施工過程中鋼箱梁的受力狀態沒有加以考慮。臨時墩間梁段的每個截面在某一頂推段都會成為支撐面，要承受巨大的支反力，扁平鋼箱梁斜腹板和底板在該力作用下，其不一定滿足施工階段的局部受力要求，極易出現壓曲失穩導致施工過程中出現施工事故。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在克服現有技術中上述問題的不足之處，提出一種大跨度連續鋼箱梁橋頂推施工斜腹板和底板內部加固方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

大跨度連續鋼箱梁橋頂推施工斜腹板和底板內部加固方法，包括以下步驟：

A.建立鋼箱梁頂推初始有限元模型；

B.進行桿系結構數值模擬靜力分析，得到鋼箱梁在整個頂推過程中的整體應力和變形結果；

C.根據懸臂狀態最不利工況下的鋼箱梁應力狀態，建立懸臂狀態最不利工況下的鋼箱梁三維實體有限元模型；

D.進行特征值的屈曲分析，得到最不利狀況下鋼箱梁斜腹板和底板的第一階失穩模態；

E.根據屈曲分析獲得第一階屈曲荷載系數，并與預期值對比，若第一階屈曲荷載系數大于或等于預期值，則不對鋼箱梁進行加固補強；若第一階屈曲荷載系數小于預期值，則確定第一階最大屈曲變形的構件位置，并進入步驟F；

F.在懸臂狀態最不利工況下的鋼箱梁三維實體有限元模型中對第一階最大屈曲變形處的構件位置進行第一次加固補強；

G.對第一次加固補強后的鋼箱梁三維實體有限元模型再次返回步驟D，直至獲得的第一階屈曲荷載系數大于或等于預期值；

H.將第一階屈曲荷載系數大于或等于預期值時鋼箱梁三維實體有限元模型作為最終施工模型，指導施工。

進一步的，若第一階屈曲荷載系數大于或等于4.0，則不進行加固補強，若第一階屈曲荷載系數小于4.0，則對在懸臂狀態最不利工況下的鋼箱梁三維實體有限元模型中第一階最大屈曲變形處的構件位置進行加固補強。

進一步的，在懸臂狀態最不利工況下的鋼箱梁中第一階最大屈曲變形處的構件位置為斜腹板和底板。

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：