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施工技术

SHIGONGJISHU郭鑫，等：合肥市广德路钢箱拱桥顶推施工有限元分析

合肥市广德路钢箱拱桥顶推施工有限元分析

郭鑫，王雨舟²，胡宗军1，牛忠荣1

（1.合肥工业大学，安徽合肥230009；

2.中铁四局集团钢结构建筑有限公司，安徽合肥230022）

摘要：合肥市广德路（50十135十45）三跨连续无推力拱桥采用步履式液压滑移系统并结合原位拼装的施工方法，左右两幅交

替顶推至南肥河，由于在顶推施工过程中梁体悬臂长度的不断变化，导致梁体应力、梁体位移、支架支反力时刻变化。对顶推施

工过程进行有限元力学计算分析，获得钢箱梁及导梁在施工过程中的位移、应力、支反力变化情况，并考虑由于操作精度限制导

致钢箱梁支撑点之间产生高差，可能导致钢箱梁应力进一步增大，在有限元模型中对支撑点施加强制竖向位移来模拟实际施工

中各支撑点的高差，以保证顶推施工过程中的应力和线形满足设计要求。

关键词：钢箱梁桥；步履式；顶推；有限元；力学分析

中图分类号：U448.22文献标志码：A文章编号：1673-5781(2023)01-0258-04

0引言1工程概况

近年来我国大跨度钢箱梁拱桥的应用日益增多，得益于施合肥市广德路三跨连续无推力拱桥是合肥市次干路广德

工技术和手段的不断革新，其跨度和宽度都有了长足发展，然路(裕溪路-巢湖南路)跨越南肥河的公路桥梁，桥面设计采用

而在跨线桥梁建设过程中减少对桥下既有交通干扰的要求越纵横梁体系，全桥设四根主纵梁，截面形式均为倒梯形箱梁，主

来越高。为了满足这些需求，步履式顶推施工工艺脱颖而出。纵梁宽度为1.8m,高2.2m。桥面板采用带U肋的正交异性

步履式顶推施工是将梁体在拼装平台进行拼装焊接，并辅以导板结构，宽为53m，局部加宽至62.4m。拱结构设三道独立

梁，用顶推装置和顶推支架进行纵向顶推，使梁体通过各墩顶拱肋，拱为三维曲线造型；中拱距梁体最高为19.8m，边拱距

临时滑移装置而就位1,2]。目前国内顶推工艺建造、梁体局部梁体最高为27.25m；拱与拱之间通过风撑连接；拱与桥面设

受力分析、导梁屈曲分析具有相对完善的理论体系[3-51]。许振吊杆。总用钢量约为9960t，主桥总体布置图如图1所示。

宇[6]通过建立弹性体系模型来有效的模拟钢箱梁及导梁的相

互作用，并对导梁进行优化。以洞庭湖大桥梁体顶推为案例，10#

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对桥梁整体及局部进行受力分析，明确梁体不同部位的力学特

征。黄霞7结合某特大桥工程实例，详细介绍了导梁结构形式

选择及截面尺寸的确定，并采用有限元方法对结构进行数值分53南肥河

析和钢箱梁抗倾覆稳定性计算，求得各墩支反力、钢箱梁应力7#

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及位移等。罗鹏8]对广渠路跨丰双铁路分离式立交桥整个施

图1广德路钢箱拱桥总体布置图

工过程进行关键节点分析，并对应力及变形进行监控以确保施

工安全。TianYZt9等人以浏阳河大桥为背景，系统性研究连根据施工方案，顶推最大跨度为47m。为满足主梁强度

续钢箱梁顶推施工控制的关键技术，通过有限元模拟得到连续和刚度要求，在顶推方向前端设置导梁，导梁设计纵向长度为

钢箱梁顶推施工全过程的应力和位移计算值与实测值能够较20m，横向宽度15.9m，包括两侧纵梁、三组横向连接系，钢

为吻合。千斤顶的水平牵引力、钢箱梁竖向挠度、临时墩的最梁、导梁及桥面在南岸拼装完成后通过步履式顶推系统