基于BIM技術(shù)的高低位組合鋼棧橋應(yīng)用研究
——以巴河大橋?yàn)槔?/h1>
2024-02-29 14:12:40鄧力銘王佳林
科技和產(chǎn)業(yè) 2024年3期
陳 磊, 羅 利, 鄧力銘, 王佳林, 何 冠
(中國(guó)五冶集團(tuán)有限公司, 成都 610063)
隨著交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略進(jìn)一步推進(jìn),我國(guó)大型橋梁建設(shè)不斷增加,水中墩柱施工也越來(lái)越多。臨時(shí)鋼棧橋作為水中橋梁基礎(chǔ)施工的運(yùn)輸通道及施工平臺(tái)逐漸被廣泛使用[1]。鋼棧橋作為臨時(shí)施工通道能夠避免浮橋、浮吊等水中墩施工受通航、降水、水流等因素影響,更適合應(yīng)用在復(fù)雜地質(zhì)水文條件下的跨河橋梁施工。其相對(duì)于傳統(tǒng)的筑島施工對(duì)水土環(huán)境更為友好,更符合國(guó)家綠色發(fā)展的要求[2]。
貝雷梁鋼棧橋是使用最多的一種棧橋形式,其主要由鋼管樁、貝雷梁和橋面系3部分構(gòu)成。貝雷梁鋼棧橋施工速度快、裝配方便快捷、承載能力大,具有較高的實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性[3],在許多工程中得到了應(yīng)用。國(guó)內(nèi)已有工程技術(shù)人員在修建跨江大橋時(shí)對(duì)鋼棧橋的應(yīng)用進(jìn)行了各種研究[4-9]。王政松[8]結(jié)合某大橋施工案例,對(duì)深水區(qū)無(wú)覆蓋層鋼棧橋基礎(chǔ)錨固方式進(jìn)行了對(duì)比分析。劉水康[9]以青衣江大橋墩柱基礎(chǔ)施工為對(duì)象,詳細(xì)闡述了深水基礎(chǔ)鋼棧橋及沖孔平臺(tái)“一橋一平臺(tái)L布置”的方法與技術(shù)。陳圣[10]結(jié)合工程實(shí)際情況對(duì)土谷塘湘江特大橋工程中鋼棧橋的施工方案進(jìn)行了闡述與分析,并對(duì)工序與技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了探討。
現(xiàn)以巴河大橋基礎(chǔ)施工為背景,提出低位組合鋼棧橋方案,解決水中基礎(chǔ)及承臺(tái)、墩柱施工難題,并對(duì)高低位組合鋼棧橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證,以期為類似工程施工提供參考。
1 工程概況
擬建巴河特大橋位于四川省達(dá)州市境內(nèi),橫跨巴河,橋梁中軸線與河道水流交角約70°。該橋梁位于九節(jié)灘水電站下游約665 m處,工程設(shè)計(jì)洪水受九節(jié)灘水電站防洪調(diào)度影響。橋梁采用分幅設(shè)計(jì),左右幅跨徑組合均為3×30 m T梁+(110+198 +110)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)+4×30 m T梁。
主橋(110+198+110)m連續(xù)剛構(gòu)橋主墩為4#墩和5#墩(圖1),主墩為鋼筋混凝土雙薄壁柔性墩,順橋向兩墩柱凈距5.7 m,截面尺寸為2.3 m×8.8 m,上下游設(shè)直徑230 cm半圓形分水尖。主墩采用承臺(tái)+群樁基礎(chǔ),承臺(tái)厚3 m,樁基為4根直徑2.0 m的鉆孔灌注樁。
橋址區(qū)屬河流侵蝕堆積地貌,橫斷面從下至上分別為河床、河漫灘、一級(jí)階地、二級(jí)階地。河床寬230～250 m,河漫灘寬80～100 m,枯水期河水流動(dòng)較平緩,河床中出露塊石、基巖等。地面高程介于252.4～316.1 m,相對(duì)高差63.7 m,工程范圍內(nèi)地面坡度起伏,自然橫坡20°～40°。其中5#主墩常年位于水中,距右岸約110 m。
2 方案比選分析
鋼棧橋?qū)嵤┣?從上游水電站管理部門獲取歷史水文資料,通過水務(wù)地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS) 對(duì)汛期洪水進(jìn)行動(dòng)態(tài)推演,根據(jù)推演結(jié)果使用infraworks以RiverFlow2D_Infraworks插件針對(duì)汛期的最大洪水流量、最大水面高程、最大流速進(jìn)行模擬分析(圖2)。水文資料顯示電站正常蓄水位為265.4 m,利用水頭為14.4 m,水電站下游測(cè)時(shí)水位252.0 m,十年一遇洪水位為272.18 m,三百年一遇洪水位為278.71 m。主汛期為每一年4月中旬至10月中旬,季節(jié)性水位差異12 m以上。
圖2 巴河洪水流量及高程模擬圖
因大橋?yàn)檎麄€(gè)項(xiàng)目的控制性節(jié)點(diǎn),當(dāng)年10月枯水期進(jìn)場(chǎng)施工主墩基礎(chǔ),次年汛期來(lái)臨之前,5#橋墩必須施工至洪水位標(biāo)高275.2 m以上才能確保整個(gè)項(xiàng)目的工期。為實(shí)現(xiàn)工期目標(biāo),保證施工安全,結(jié)合巴河大橋的實(shí)際情況,對(duì)5#墩水中基礎(chǔ)施工擬定3個(gè)比選方案,見表1。
選擇正確的棧橋搭設(shè)方案對(duì)汛期之前的橋墩施工有至關(guān)重要的影響。通過表1各方案對(duì)比分析可知,選取高低位結(jié)合的棧橋方案最為合理。其中低位鋼棧橋設(shè)置于5#墩上游側(cè),主要在枯水期施工主墩樁基、承臺(tái)及墩身下部約10 m高范圍。其優(yōu)點(diǎn)在于搭設(shè)速度快,確保了后續(xù)有充足的時(shí)間在5#墩操作平臺(tái)下游側(cè)同步設(shè)置高位鋼棧橋,方便洪水期施工5#主墩墩身及上部結(jié)構(gòu)。該方案搭設(shè)時(shí)間僅比一次性高位棧橋方案多5 d,但抗水流沖擊能力強(qiáng),受汛期洪水影響小。
3 鋼棧橋設(shè)計(jì)
3.1 鋼棧橋布置
高低位組合鋼棧橋平面布置如圖3所示。高低位組合鋼棧橋均按施工便道等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)車速10 km/h。先期搭設(shè)的5#墩低位棧橋起于6#墩,在橋梁上游側(cè)與橋軸線平行布置,止于5#墩,全長(zhǎng)132 m,寬7.5 m;后續(xù)搭設(shè)的5#墩高位棧橋起于7#墩,在橋梁下游側(cè),與橋軸線平行布置,止于5#墩,全長(zhǎng)150 m,寬6 m。
表1 5#墩鋼棧橋比選方案
圖3 鋼棧橋布置
3.2 鋼棧橋設(shè)計(jì)荷載
高位棧橋的設(shè)計(jì)荷載主要為50 t混凝土運(yùn)輸車與100 t履帶吊,低位棧橋設(shè)計(jì)荷載除了上述荷載外,還有420 V旋挖機(jī)的120 t通行荷載與141 t施工荷載,此外還有棧橋構(gòu)件自重,流水荷載按流速豎向倒三角分布計(jì)算。低位棧橋按20年一遇流速3.14 m/s計(jì)算得到水面最大流水壓力為2.53 kN/m,墩底處為0 kN/m。高位棧橋按50年一遇流速3.33 m/s計(jì)算得到水面最大流水壓力為3.71 kN/m。低位棧橋上汽車制動(dòng)力荷載取旋挖機(jī)180 kN,高位棧橋上汽車制動(dòng)力荷載分別取混凝土車90 kN與履帶吊150 kN。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009—2012)[11]計(jì)算,得到高位棧橋?yàn)?.85 kPa、低位棧橋?yàn)?.56 kPa。漂浮物撞擊荷載依據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60—2015)[12]計(jì)算,得到高位棧橋?yàn)?.39 kN、低位棧橋?yàn)?.2 kN。
針對(duì)上述荷載設(shè)計(jì)值,對(duì)各種作用效應(yīng)進(jìn)行組合,然后統(tǒng)一應(yīng)用到鋼棧橋模型計(jì)算中。
4 鋼棧橋使用階段模擬
通過建筑信息模型(building information modeling,BIM)創(chuàng)建棧橋三維模型,模擬添加施工各類機(jī)械(混凝土運(yùn)輸車、混凝土泵車等),1∶1還原施工場(chǎng)景。在模擬水下承臺(tái)混凝土澆筑工況時(shí)發(fā)現(xiàn)原6 m寬支棧橋無(wú)法同時(shí)架設(shè)2臺(tái)泵車,故將原支棧橋加寬為10.5 m,并在轉(zhuǎn)彎處設(shè)置倒角以解決運(yùn)輸設(shè)備通行難題,如圖4所示。
將分析模擬后確定的高低位組合鋼棧橋分別在MIDAS軟件中建立有限元模型進(jìn)行驗(yàn)算,每個(gè)計(jì)算模型均對(duì)321貝雷梁、橋面橫梁(I20a工字鋼)及樁頂鋼橫梁(I40b雙拼工字鋼)、鋼管樁墩柱等各部件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算。平臺(tái)貝雷梁采用Q355B(16Mn)鋼,鋼管樁、橫向分配梁及其余構(gòu)件均采用Q235B鋼材,鋼材彈性模量均為2.06×105 MPa。棧橋計(jì)算的有限元模型中貝雷梁、鋼梁以及鋼柱均采用梁?jiǎn)卧?并設(shè)定如下邊界約束條件:①支架鋼管立柱底部按固結(jié)模擬,約束整體坐標(biāo)系x、y、z軸方向的平移自由度Dx、Dy、Dz,繞整體坐標(biāo)系x、y、z軸方向的旋轉(zhuǎn)自由度Rx、Ry、Rz;②鋼管立柱頂部與鋼蓋梁之間采用共節(jié)點(diǎn)方式連接;③貝雷梁片之間銷接位置采用釋放梁端約束,模擬鉸接;④貝雷梁與蓋梁之間、橋面板與貝雷片之間的搭接,均采用彈性連接,包括整體坐標(biāo)系x、y、z軸方向的彈性支承剛度SDx、SDy、SDz(剛度分別為107、105、105kN/m),繞整體坐標(biāo)系x、y、z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)彈性剛度SRx、SRy、SRz(剛度均為10 kN/m)。
圖4 轉(zhuǎn)彎方案模擬圖
4.1 低位棧橋結(jié)構(gòu)驗(yàn)證
5#墩低位棧橋上部結(jié)構(gòu)采用連續(xù)鋼桁梁,跨徑組成為(3.0+6.0+3×9.0+3.0+5×9.0+3.0+5×9.0) m。根據(jù)連續(xù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及下部結(jié)構(gòu)樁基的布置,對(duì)計(jì)算橋體進(jìn)行簡(jiǎn)化,選取3 m×9.0 m連續(xù)段建模驗(yàn)算。在MIDAS civil 2022中建立有限元模型(圖5),其中貝雷片、鋼梁及鋼柱均采用梁?jiǎn)卧M。
4.1.1 低位棧橋平臺(tái)驗(yàn)算
在計(jì)算軟件中輸入上述低位棧橋的設(shè)計(jì)荷載與約束條件,便可計(jì)算得到棧橋各部位的受力及變形情況。其中貝雷桁架弦桿、腹桿的組合應(yīng)力以及剪應(yīng)力分布如圖6所示。
圖6顯示,貝雷梁上下弦桿、腹桿的最大拉應(yīng)力分別為162.6 MPa和171.5 MPa。最大壓應(yīng)力分別為233.9 MPa和290.2 MPa,均小于Q355鋼的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值305 MPa;最大剪應(yīng)力值分別為119.8 MPa和25.2 MPa,均小于Q355鋼的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值175 MPa,滿足規(guī)范要求。
圖5 低位鋼棧橋簡(jiǎn)化計(jì)算模型
圖6 低位棧橋貝雷桁架弦桿及腹桿應(yīng)力
貝雷梁的撓度驗(yàn)算如圖7所示。貝雷梁最大豎向位移為11.421 mm,小于規(guī)范中允許撓度值(跨度/500),即9 000 m/500=18 mm,因此其剛度滿足要求。
橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的最大拉應(yīng)力分別為143.6 MPa和119.3 MPa。最大壓應(yīng)力分別為142.6 MPa和124.6 MPa,均小于Q235鋼的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值215 MPa;最大剪應(yīng)力值分別為60.8 MPa和61.8 MPa,均小于Q235鋼的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值125 MPa,滿足規(guī)范要求。
橋面橫向分配梁、樁頂橫梁撓度驗(yàn)算如圖8所示。橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的最大豎向變形量分別為-2.86 mm與3.993 mm,而規(guī)范要求的兩個(gè)橫梁豎向撓度允許值(即跨度/400)分別為900 mm/400=2.25 mm與2 850 mm/400=7.13 mm,因此,橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的剛度均滿足要求。
4.1.2 低位棧橋墩柱驗(yàn)算
墩柱的自身強(qiáng)度及穩(wěn)定性按順橋向和橫橋向兩種角度分別進(jìn)行分析,其中順橋向所考慮的荷載組合為自重+旋挖鉆+制動(dòng)力,橫橋向荷載組合則為自重+旋挖鉆+流水荷載+風(fēng)荷載+漂浮物荷載。順橋向荷載組合計(jì)算所得鋼管樁墩身最大彎矩如圖9所示。
從計(jì)算結(jié)果可知,墩柱截面最大彎矩為315.8 kN·m,對(duì)應(yīng)軸壓力為118.5 kN。低位棧橋墩柱鋼管尺寸為630 mm×10 mm,依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50017—2017)[13],其截面強(qiáng)度驗(yàn)算如下:
(1)
式中:N為軸力;M為彎矩;An為截面凈面積;Wn為凈截面模量;γm為截面塑性發(fā)展系數(shù),對(duì)該墩柱截面取值為1。計(jì)算結(jié)果顯示,鋼管的強(qiáng)度滿足荷載設(shè)計(jì)要求。此外,對(duì)鋼管樁的截面穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算,其長(zhǎng)細(xì)比λ為
λ=l0/i=15 000/251.0≈60
(2)
圖7 低位棧橋貝雷梁z方向撓度驗(yàn)算
圖8 低位棧橋橫梁撓度驗(yàn)算
圖9 順橋向荷載組合最大彎矩
式中:l0為鋼管樁的計(jì)算長(zhǎng)度;i為樁截面慣性半徑。鋼管樁的歐拉力NE可進(jìn)一步計(jì)算得
12 584.4 kN
(3)
式中:E為鋼材的彈性模量;A為樁的截面面積。根據(jù)式(2)中所得長(zhǎng)細(xì)比λ查表得到穩(wěn)定系數(shù)φ值為0.807;同時(shí)由于墩柱以單向受彎為主,所以取等效彎矩系數(shù)β值為1,得到鋼管樁順橋向的穩(wěn)定性驗(yàn)算式為
0.41≤1
(4)
式中:β為等效彎矩系數(shù),β=1;N′Ex為臨界軸力,即屈服點(diǎn)的軸力;W為毛截面模量。
式(4)計(jì)算結(jié)果顯示,低位棧橋鋼管樁順橋向的穩(wěn)定性滿足使用需求。
根據(jù)橫橋向的荷載組合計(jì)算,得出兩個(gè)極限工況。工況1是墩柱截面彎矩最大,對(duì)應(yīng)最大彎矩為117.4 kN·m,最大軸力為293.8 kN;工況2是墩柱截面軸力最大,對(duì)應(yīng)最大軸力為934.6 kN,最大彎矩為112.5 kN·m。
由此對(duì)截面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算,如式(5)、式(6)所示,結(jié)果顯示兩種極限工況下鋼管樁截面強(qiáng)度均滿足要求。
54.9 MPa≤f=215 MPa
(5)
85.8 MPa≤f=215 MPa
(6)
再結(jié)合式(2)、式(3)得到橫橋向荷載在兩種工況下的穩(wěn)定性驗(yàn)算如下:
0.27≤1
(7)
0.43≤1
(8)
由驗(yàn)算可知,低位棧橋的橫橋向穩(wěn)定性也滿足要求。綜上,低位棧橋整體結(jié)構(gòu)的承載能力得到驗(yàn)證。
4.2 高位棧橋結(jié)構(gòu)驗(yàn)證
5#墩下游側(cè)平臺(tái)連接高位棧橋,跨徑組成為(3×9.0+3.0+3×9.0+3.0+3×9.0+3.0+3×9.0+3.0+3×9.0 +3.0) m。根據(jù)連續(xù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及下部結(jié)構(gòu)樁基布置,對(duì)高位棧橋也選取3 m×9.0 m連續(xù)段進(jìn)行簡(jiǎn)化建模驗(yàn)算。有限元模型如圖10所示,其中貝雷梁、鋼梁及鋼柱均采用梁?jiǎn)卧M。
圖10 高位鋼棧橋簡(jiǎn)化計(jì)算模型
4.2.1 高位棧橋平臺(tái)驗(yàn)算
根據(jù)高位棧橋的設(shè)計(jì)荷載與約束條件,計(jì)算得到棧橋各部位的受力及變形情況,其中貝雷桁架弦桿、腹桿的組合應(yīng)力以及剪應(yīng)力分布如圖11所示。
圖11顯示,貝雷梁上下弦桿、腹桿的最大拉應(yīng)力分別為156.3 MPa和226.6 MPa。最大壓應(yīng)力分別為198.3 MPa和231.8 MPa,均小于Q355鋼的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值305 MPa;最大剪應(yīng)力值分別為103.5 MPa和26.3 MPa,均小于Q355鋼的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值175 MPa,滿足強(qiáng)度要求。
貝雷梁的撓度驗(yàn)算如圖12所示,貝雷梁最大豎向位移為8.726 mm,小于撓度允許值(跨度/500)18 mm,因此其剛度滿足要求。
高位棧橋同樣在橋面和樁頂上分別使用I25a橫向分配梁和I40b雙拼工字鋼橫梁,橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的最大拉應(yīng)力分別為138.8 MPa和116.4 MPa。最大壓應(yīng)力分別為138.5 MPa和126.6 MPa,均小于Q235鋼的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值215 MPa;最大剪應(yīng)力值分別為57.0 MPa和47.4 MPa,均小于Q235鋼的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值125 MPa,滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。
橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的撓度驗(yàn)算結(jié)果如圖13所示,橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的最大豎向變形量分別為1.008 mm與3.344 mm,而兩個(gè)橫梁的豎向撓度允許值(即跨度/400)分別為900/400=2.25 mm與4 100/400=10.25 mm,最大豎向變形量均小于規(guī)范允許值,因此,橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的剛度均滿足需求。
4.2.2 高位棧橋墩柱驗(yàn)算
高位棧橋墩柱的強(qiáng)度及穩(wěn)定性也按順橋向和橫橋向兩種角度分析,其中順橋向所考慮的荷載組合為自重+履帶吊+制動(dòng)力,而橫橋向的荷載組合則為自重+履帶吊+流水荷載+風(fēng)荷載。
順橋向荷載組合計(jì)算所得鋼管樁墩身最大彎矩圖如圖14所示。
圖11 高位棧橋貝雷桁架弦桿腹桿應(yīng)力分布
圖12 高位棧橋貝雷梁z方向撓度驗(yàn)算
圖13 高位棧橋橫梁撓度驗(yàn)算
圖14 順橋向荷載組合鋼管樁墩身最大彎矩
計(jì)算結(jié)果可知,墩柱截面最大彎矩為853.1 kN·m,對(duì)應(yīng)軸壓力為750 kN。高位棧橋墩柱鋼管尺寸為1 000 mm×12 mm,依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50017—2017)[13],其截面強(qiáng)度驗(yàn)算如下:
113.98 MPa≤f=215 MPa
(9)
計(jì)算結(jié)果顯示,鋼管強(qiáng)度滿足荷載設(shè)計(jì)要求。此外,該鋼管樁順橋向長(zhǎng)細(xì)比λ為
λ=l0/i=1.5×33 000/349.33≈141.7
(10)
再進(jìn)一步計(jì)算得到鋼管樁的歐拉力為
3 767.7 kN
(11)
根據(jù)式(10)中所得長(zhǎng)細(xì)比λ查表得到穩(wěn)定系數(shù)φ=0.337。由于墩柱以單向受彎為主,等效彎矩系數(shù)β取值為1,由此得到鋼管樁順橋向的穩(wěn)定性驗(yàn)算式為
0.797≤1
(12)
由式(12)可知,高位棧橋鋼管樁順橋向的穩(wěn)定性滿足使用要求。
高位棧橋橫橋向荷載組合計(jì)算結(jié)果如圖15所示,此時(shí)得到最大彎矩為690.1 kN·m,對(duì)應(yīng)最大軸力為1 604.7 kN。
圖15 橫橋向荷載組合計(jì)算最大彎矩
截面強(qiáng)度驗(yàn)算如式(13)所示,兩種極限工況下鋼管樁截面強(qiáng)度均滿足要求。
119.0 MPa≤f=215 MPa
(13)
由圖15可知,該鋼管樁在橫橋向增加了多道剪刀撐,其在橫橋向的長(zhǎng)細(xì)比λ為
λ=l0/i=13 500/349.33≈38.7
(14)
進(jìn)一步計(jì)算得到鋼管樁橫橋向的歐拉力為
50 511.8 kN
(15)
根據(jù)式(14)中所得長(zhǎng)細(xì)比λ查表得到穩(wěn)定系數(shù)φ為0.903,由此得到鋼管樁順橋向的穩(wěn)定性驗(yàn)算式為
0.59≤1
(16)
計(jì)算結(jié)果顯示,高位棧橋橫橋向穩(wěn)定性也滿足要求,從而高位棧橋整體結(jié)構(gòu)的承載能力得到驗(yàn)證。至此,高低位組合鋼棧橋結(jié)構(gòu)的承載能力全部驗(yàn)證完畢。驗(yàn)證結(jié)果表明,高低位組合鋼棧橋方案滿足施工要求。
5 結(jié)語(yǔ)
通過“BIM+數(shù)字仿真分析”技術(shù)結(jié)合實(shí)際工程的地質(zhì)水文情況,在確保上下游水位安全的前提下,結(jié)合巴河大橋工期目標(biāo),提出的高低位組合鋼棧橋方案,有效保障了5#墩基礎(chǔ)及墩身施工節(jié)點(diǎn)工期,確保了非汛期快速完成5#主墩水中基礎(chǔ)及承臺(tái)施工,為后續(xù)洪水期水位較高時(shí)繼續(xù)施工墩柱上部結(jié)構(gòu)贏得了時(shí)間。通過使用MIDAS軟件對(duì)高低位組合鋼棧橋各部件在不同荷載情況下的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性驗(yàn)算,結(jié)果也驗(yàn)證了方案的安全、合理和可行性。5#墩鋼棧橋目前已正常使用半年多,其應(yīng)力與位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均在可控范圍內(nèi),并與模擬分析結(jié)果基本一致,從而也印證了方案可行性。高低位組合鋼棧橋方案的研究結(jié)果為類似鋼棧橋的設(shè)計(jì)與施工提供了一種新的思路。
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陳 磊, 羅 利, 鄧力銘, 王佳林, 何 冠
(中國(guó)五冶集團(tuán)有限公司, 成都 610063)
隨著交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略進(jìn)一步推進(jìn),我國(guó)大型橋梁建設(shè)不斷增加,水中墩柱施工也越來(lái)越多。臨時(shí)鋼棧橋作為水中橋梁基礎(chǔ)施工的運(yùn)輸通道及施工平臺(tái)逐漸被廣泛使用[1]。鋼棧橋作為臨時(shí)施工通道能夠避免浮橋、浮吊等水中墩施工受通航、降水、水流等因素影響,更適合應(yīng)用在復(fù)雜地質(zhì)水文條件下的跨河橋梁施工。其相對(duì)于傳統(tǒng)的筑島施工對(duì)水土環(huán)境更為友好,更符合國(guó)家綠色發(fā)展的要求[2]。
貝雷梁鋼棧橋是使用最多的一種棧橋形式,其主要由鋼管樁、貝雷梁和橋面系3部分構(gòu)成。貝雷梁鋼棧橋施工速度快、裝配方便快捷、承載能力大,具有較高的實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性[3],在許多工程中得到了應(yīng)用。國(guó)內(nèi)已有工程技術(shù)人員在修建跨江大橋時(shí)對(duì)鋼棧橋的應(yīng)用進(jìn)行了各種研究[4-9]。王政松[8]結(jié)合某大橋施工案例,對(duì)深水區(qū)無(wú)覆蓋層鋼棧橋基礎(chǔ)錨固方式進(jìn)行了對(duì)比分析。劉水康[9]以青衣江大橋墩柱基礎(chǔ)施工為對(duì)象,詳細(xì)闡述了深水基礎(chǔ)鋼棧橋及沖孔平臺(tái)“一橋一平臺(tái)L布置”的方法與技術(shù)。陳圣[10]結(jié)合工程實(shí)際情況對(duì)土谷塘湘江特大橋工程中鋼棧橋的施工方案進(jìn)行了闡述與分析,并對(duì)工序與技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了探討。
現(xiàn)以巴河大橋基礎(chǔ)施工為背景,提出低位組合鋼棧橋方案,解決水中基礎(chǔ)及承臺(tái)、墩柱施工難題,并對(duì)高低位組合鋼棧橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證,以期為類似工程施工提供參考。
1 工程概況
擬建巴河特大橋位于四川省達(dá)州市境內(nèi),橫跨巴河,橋梁中軸線與河道水流交角約70°。該橋梁位于九節(jié)灘水電站下游約665 m處,工程設(shè)計(jì)洪水受九節(jié)灘水電站防洪調(diào)度影響。橋梁采用分幅設(shè)計(jì),左右幅跨徑組合均為3×30 m T梁+(110+198 +110)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)+4×30 m T梁。
主橋(110+198+110)m連續(xù)剛構(gòu)橋主墩為4#墩和5#墩(圖1),主墩為鋼筋混凝土雙薄壁柔性墩,順橋向兩墩柱凈距5.7 m,截面尺寸為2.3 m×8.8 m,上下游設(shè)直徑230 cm半圓形分水尖。主墩采用承臺(tái)+群樁基礎(chǔ),承臺(tái)厚3 m,樁基為4根直徑2.0 m的鉆孔灌注樁。
橋址區(qū)屬河流侵蝕堆積地貌,橫斷面從下至上分別為河床、河漫灘、一級(jí)階地、二級(jí)階地。河床寬230～250 m,河漫灘寬80～100 m,枯水期河水流動(dòng)較平緩,河床中出露塊石、基巖等。地面高程介于252.4～316.1 m,相對(duì)高差63.7 m,工程范圍內(nèi)地面坡度起伏,自然橫坡20°～40°。其中5#主墩常年位于水中,距右岸約110 m。
2 方案比選分析
鋼棧橋?qū)嵤┣?從上游水電站管理部門獲取歷史水文資料,通過水務(wù)地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS) 對(duì)汛期洪水進(jìn)行動(dòng)態(tài)推演,根據(jù)推演結(jié)果使用infraworks以RiverFlow2D_Infraworks插件針對(duì)汛期的最大洪水流量、最大水面高程、最大流速進(jìn)行模擬分析(圖2)。水文資料顯示電站正常蓄水位為265.4 m,利用水頭為14.4 m,水電站下游測(cè)時(shí)水位252.0 m,十年一遇洪水位為272.18 m,三百年一遇洪水位為278.71 m。主汛期為每一年4月中旬至10月中旬,季節(jié)性水位差異12 m以上。
圖2 巴河洪水流量及高程模擬圖
因大橋?yàn)檎麄€(gè)項(xiàng)目的控制性節(jié)點(diǎn),當(dāng)年10月枯水期進(jìn)場(chǎng)施工主墩基礎(chǔ),次年汛期來(lái)臨之前,5#橋墩必須施工至洪水位標(biāo)高275.2 m以上才能確保整個(gè)項(xiàng)目的工期。為實(shí)現(xiàn)工期目標(biāo),保證施工安全,結(jié)合巴河大橋的實(shí)際情況,對(duì)5#墩水中基礎(chǔ)施工擬定3個(gè)比選方案,見表1。
選擇正確的棧橋搭設(shè)方案對(duì)汛期之前的橋墩施工有至關(guān)重要的影響。通過表1各方案對(duì)比分析可知,選取高低位結(jié)合的棧橋方案最為合理。其中低位鋼棧橋設(shè)置于5#墩上游側(cè),主要在枯水期施工主墩樁基、承臺(tái)及墩身下部約10 m高范圍。其優(yōu)點(diǎn)在于搭設(shè)速度快,確保了后續(xù)有充足的時(shí)間在5#墩操作平臺(tái)下游側(cè)同步設(shè)置高位鋼棧橋,方便洪水期施工5#主墩墩身及上部結(jié)構(gòu)。該方案搭設(shè)時(shí)間僅比一次性高位棧橋方案多5 d,但抗水流沖擊能力強(qiáng),受汛期洪水影響小。
3 鋼棧橋設(shè)計(jì)
3.1 鋼棧橋布置
高低位組合鋼棧橋平面布置如圖3所示。高低位組合鋼棧橋均按施工便道等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)車速10 km/h。先期搭設(shè)的5#墩低位棧橋起于6#墩,在橋梁上游側(cè)與橋軸線平行布置,止于5#墩,全長(zhǎng)132 m,寬7.5 m;后續(xù)搭設(shè)的5#墩高位棧橋起于7#墩,在橋梁下游側(cè),與橋軸線平行布置,止于5#墩,全長(zhǎng)150 m,寬6 m。
表1 5#墩鋼棧橋比選方案
圖3 鋼棧橋布置
3.2 鋼棧橋設(shè)計(jì)荷載
高位棧橋的設(shè)計(jì)荷載主要為50 t混凝土運(yùn)輸車與100 t履帶吊,低位棧橋設(shè)計(jì)荷載除了上述荷載外,還有420 V旋挖機(jī)的120 t通行荷載與141 t施工荷載,此外還有棧橋構(gòu)件自重,流水荷載按流速豎向倒三角分布計(jì)算。低位棧橋按20年一遇流速3.14 m/s計(jì)算得到水面最大流水壓力為2.53 kN/m,墩底處為0 kN/m。高位棧橋按50年一遇流速3.33 m/s計(jì)算得到水面最大流水壓力為3.71 kN/m。低位棧橋上汽車制動(dòng)力荷載取旋挖機(jī)180 kN,高位棧橋上汽車制動(dòng)力荷載分別取混凝土車90 kN與履帶吊150 kN。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009—2012)[11]計(jì)算,得到高位棧橋?yàn)?.85 kPa、低位棧橋?yàn)?.56 kPa。漂浮物撞擊荷載依據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60—2015)[12]計(jì)算,得到高位棧橋?yàn)?.39 kN、低位棧橋?yàn)?.2 kN。
針對(duì)上述荷載設(shè)計(jì)值,對(duì)各種作用效應(yīng)進(jìn)行組合,然后統(tǒng)一應(yīng)用到鋼棧橋模型計(jì)算中。
4 鋼棧橋使用階段模擬
通過建筑信息模型(building information modeling,BIM)創(chuàng)建棧橋三維模型,模擬添加施工各類機(jī)械(混凝土運(yùn)輸車、混凝土泵車等),1∶1還原施工場(chǎng)景。在模擬水下承臺(tái)混凝土澆筑工況時(shí)發(fā)現(xiàn)原6 m寬支棧橋無(wú)法同時(shí)架設(shè)2臺(tái)泵車,故將原支棧橋加寬為10.5 m,并在轉(zhuǎn)彎處設(shè)置倒角以解決運(yùn)輸設(shè)備通行難題,如圖4所示。
將分析模擬后確定的高低位組合鋼棧橋分別在MIDAS軟件中建立有限元模型進(jìn)行驗(yàn)算,每個(gè)計(jì)算模型均對(duì)321貝雷梁、橋面橫梁(I20a工字鋼)及樁頂鋼橫梁(I40b雙拼工字鋼)、鋼管樁墩柱等各部件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算。平臺(tái)貝雷梁采用Q355B(16Mn)鋼,鋼管樁、橫向分配梁及其余構(gòu)件均采用Q235B鋼材,鋼材彈性模量均為2.06×105 MPa。棧橋計(jì)算的有限元模型中貝雷梁、鋼梁以及鋼柱均采用梁?jiǎn)卧?并設(shè)定如下邊界約束條件:①支架鋼管立柱底部按固結(jié)模擬,約束整體坐標(biāo)系x、y、z軸方向的平移自由度Dx、Dy、Dz,繞整體坐標(biāo)系x、y、z軸方向的旋轉(zhuǎn)自由度Rx、Ry、Rz;②鋼管立柱頂部與鋼蓋梁之間采用共節(jié)點(diǎn)方式連接;③貝雷梁片之間銷接位置采用釋放梁端約束,模擬鉸接;④貝雷梁與蓋梁之間、橋面板與貝雷片之間的搭接,均采用彈性連接,包括整體坐標(biāo)系x、y、z軸方向的彈性支承剛度SDx、SDy、SDz(剛度分別為107、105、105kN/m),繞整體坐標(biāo)系x、y、z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)彈性剛度SRx、SRy、SRz(剛度均為10 kN/m)。
圖4 轉(zhuǎn)彎方案模擬圖
4.1 低位棧橋結(jié)構(gòu)驗(yàn)證
5#墩低位棧橋上部結(jié)構(gòu)采用連續(xù)鋼桁梁,跨徑組成為(3.0+6.0+3×9.0+3.0+5×9.0+3.0+5×9.0) m。根據(jù)連續(xù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及下部結(jié)構(gòu)樁基的布置,對(duì)計(jì)算橋體進(jìn)行簡(jiǎn)化,選取3 m×9.0 m連續(xù)段建模驗(yàn)算。在MIDAS civil 2022中建立有限元模型(圖5),其中貝雷片、鋼梁及鋼柱均采用梁?jiǎn)卧M。
4.1.1 低位棧橋平臺(tái)驗(yàn)算
在計(jì)算軟件中輸入上述低位棧橋的設(shè)計(jì)荷載與約束條件,便可計(jì)算得到棧橋各部位的受力及變形情況。其中貝雷桁架弦桿、腹桿的組合應(yīng)力以及剪應(yīng)力分布如圖6所示。
圖6顯示,貝雷梁上下弦桿、腹桿的最大拉應(yīng)力分別為162.6 MPa和171.5 MPa。最大壓應(yīng)力分別為233.9 MPa和290.2 MPa,均小于Q355鋼的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值305 MPa;最大剪應(yīng)力值分別為119.8 MPa和25.2 MPa,均小于Q355鋼的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值175 MPa,滿足規(guī)范要求。
圖5 低位鋼棧橋簡(jiǎn)化計(jì)算模型
圖6 低位棧橋貝雷桁架弦桿及腹桿應(yīng)力
貝雷梁的撓度驗(yàn)算如圖7所示。貝雷梁最大豎向位移為11.421 mm,小于規(guī)范中允許撓度值(跨度/500),即9 000 m/500=18 mm,因此其剛度滿足要求。
橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的最大拉應(yīng)力分別為143.6 MPa和119.3 MPa。最大壓應(yīng)力分別為142.6 MPa和124.6 MPa,均小于Q235鋼的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值215 MPa;最大剪應(yīng)力值分別為60.8 MPa和61.8 MPa,均小于Q235鋼的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值125 MPa,滿足規(guī)范要求。
橋面橫向分配梁、樁頂橫梁撓度驗(yàn)算如圖8所示。橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的最大豎向變形量分別為-2.86 mm與3.993 mm,而規(guī)范要求的兩個(gè)橫梁豎向撓度允許值(即跨度/400)分別為900 mm/400=2.25 mm與2 850 mm/400=7.13 mm,因此,橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的剛度均滿足要求。
4.1.2 低位棧橋墩柱驗(yàn)算
墩柱的自身強(qiáng)度及穩(wěn)定性按順橋向和橫橋向兩種角度分別進(jìn)行分析,其中順橋向所考慮的荷載組合為自重+旋挖鉆+制動(dòng)力,橫橋向荷載組合則為自重+旋挖鉆+流水荷載+風(fēng)荷載+漂浮物荷載。順橋向荷載組合計(jì)算所得鋼管樁墩身最大彎矩如圖9所示。
從計(jì)算結(jié)果可知,墩柱截面最大彎矩為315.8 kN·m,對(duì)應(yīng)軸壓力為118.5 kN。低位棧橋墩柱鋼管尺寸為630 mm×10 mm,依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50017—2017)[13],其截面強(qiáng)度驗(yàn)算如下:
(1)
式中:N為軸力;M為彎矩;An為截面凈面積;Wn為凈截面模量;γm為截面塑性發(fā)展系數(shù),對(duì)該墩柱截面取值為1。計(jì)算結(jié)果顯示,鋼管的強(qiáng)度滿足荷載設(shè)計(jì)要求。此外,對(duì)鋼管樁的截面穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算,其長(zhǎng)細(xì)比λ為
λ=l0/i=15 000/251.0≈60
(2)
圖7 低位棧橋貝雷梁z方向撓度驗(yàn)算
圖8 低位棧橋橫梁撓度驗(yàn)算
圖9 順橋向荷載組合最大彎矩
式中:l0為鋼管樁的計(jì)算長(zhǎng)度;i為樁截面慣性半徑。鋼管樁的歐拉力NE可進(jìn)一步計(jì)算得
12 584.4 kN
(3)
式中:E為鋼材的彈性模量;A為樁的截面面積。根據(jù)式(2)中所得長(zhǎng)細(xì)比λ查表得到穩(wěn)定系數(shù)φ值為0.807;同時(shí)由于墩柱以單向受彎為主,所以取等效彎矩系數(shù)β值為1,得到鋼管樁順橋向的穩(wěn)定性驗(yàn)算式為
0.41≤1
(4)
式中:β為等效彎矩系數(shù),β=1;N′Ex為臨界軸力,即屈服點(diǎn)的軸力;W為毛截面模量。
式(4)計(jì)算結(jié)果顯示,低位棧橋鋼管樁順橋向的穩(wěn)定性滿足使用需求。
根據(jù)橫橋向的荷載組合計(jì)算,得出兩個(gè)極限工況。工況1是墩柱截面彎矩最大,對(duì)應(yīng)最大彎矩為117.4 kN·m,最大軸力為293.8 kN;工況2是墩柱截面軸力最大,對(duì)應(yīng)最大軸力為934.6 kN,最大彎矩為112.5 kN·m。
由此對(duì)截面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算,如式(5)、式(6)所示,結(jié)果顯示兩種極限工況下鋼管樁截面強(qiáng)度均滿足要求。
54.9 MPa≤f=215 MPa
(5)
85.8 MPa≤f=215 MPa
(6)
再結(jié)合式(2)、式(3)得到橫橋向荷載在兩種工況下的穩(wěn)定性驗(yàn)算如下:
0.27≤1
(7)
0.43≤1
(8)
由驗(yàn)算可知,低位棧橋的橫橋向穩(wěn)定性也滿足要求。綜上,低位棧橋整體結(jié)構(gòu)的承載能力得到驗(yàn)證。
4.2 高位棧橋結(jié)構(gòu)驗(yàn)證
5#墩下游側(cè)平臺(tái)連接高位棧橋,跨徑組成為(3×9.0+3.0+3×9.0+3.0+3×9.0+3.0+3×9.0+3.0+3×9.0 +3.0) m。根據(jù)連續(xù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及下部結(jié)構(gòu)樁基布置,對(duì)高位棧橋也選取3 m×9.0 m連續(xù)段進(jìn)行簡(jiǎn)化建模驗(yàn)算。有限元模型如圖10所示,其中貝雷梁、鋼梁及鋼柱均采用梁?jiǎn)卧M。
圖10 高位鋼棧橋簡(jiǎn)化計(jì)算模型
4.2.1 高位棧橋平臺(tái)驗(yàn)算
根據(jù)高位棧橋的設(shè)計(jì)荷載與約束條件,計(jì)算得到棧橋各部位的受力及變形情況,其中貝雷桁架弦桿、腹桿的組合應(yīng)力以及剪應(yīng)力分布如圖11所示。
圖11顯示,貝雷梁上下弦桿、腹桿的最大拉應(yīng)力分別為156.3 MPa和226.6 MPa。最大壓應(yīng)力分別為198.3 MPa和231.8 MPa,均小于Q355鋼的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值305 MPa;最大剪應(yīng)力值分別為103.5 MPa和26.3 MPa,均小于Q355鋼的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值175 MPa,滿足強(qiáng)度要求。
貝雷梁的撓度驗(yàn)算如圖12所示,貝雷梁最大豎向位移為8.726 mm,小于撓度允許值(跨度/500)18 mm,因此其剛度滿足要求。
高位棧橋同樣在橋面和樁頂上分別使用I25a橫向分配梁和I40b雙拼工字鋼橫梁,橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的最大拉應(yīng)力分別為138.8 MPa和116.4 MPa。最大壓應(yīng)力分別為138.5 MPa和126.6 MPa,均小于Q235鋼的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值215 MPa;最大剪應(yīng)力值分別為57.0 MPa和47.4 MPa,均小于Q235鋼的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值125 MPa,滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。
橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的撓度驗(yàn)算結(jié)果如圖13所示,橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的最大豎向變形量分別為1.008 mm與3.344 mm,而兩個(gè)橫梁的豎向撓度允許值(即跨度/400)分別為900/400=2.25 mm與4 100/400=10.25 mm,最大豎向變形量均小于規(guī)范允許值,因此,橋面橫向分配梁、樁頂橫梁的剛度均滿足需求。
4.2.2 高位棧橋墩柱驗(yàn)算
高位棧橋墩柱的強(qiáng)度及穩(wěn)定性也按順橋向和橫橋向兩種角度分析,其中順橋向所考慮的荷載組合為自重+履帶吊+制動(dòng)力,而橫橋向的荷載組合則為自重+履帶吊+流水荷載+風(fēng)荷載。
順橋向荷載組合計(jì)算所得鋼管樁墩身最大彎矩圖如圖14所示。
圖11 高位棧橋貝雷桁架弦桿腹桿應(yīng)力分布
圖12 高位棧橋貝雷梁z方向撓度驗(yàn)算
圖13 高位棧橋橫梁撓度驗(yàn)算
圖14 順橋向荷載組合鋼管樁墩身最大彎矩
計(jì)算結(jié)果可知,墩柱截面最大彎矩為853.1 kN·m,對(duì)應(yīng)軸壓力為750 kN。高位棧橋墩柱鋼管尺寸為1 000 mm×12 mm,依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50017—2017)[13],其截面強(qiáng)度驗(yàn)算如下:
113.98 MPa≤f=215 MPa
(9)
計(jì)算結(jié)果顯示,鋼管強(qiáng)度滿足荷載設(shè)計(jì)要求。此外,該鋼管樁順橋向長(zhǎng)細(xì)比λ為
λ=l0/i=1.5×33 000/349.33≈141.7
(10)
再進(jìn)一步計(jì)算得到鋼管樁的歐拉力為
3 767.7 kN
(11)
根據(jù)式(10)中所得長(zhǎng)細(xì)比λ查表得到穩(wěn)定系數(shù)φ=0.337。由于墩柱以單向受彎為主,等效彎矩系數(shù)β取值為1,由此得到鋼管樁順橋向的穩(wěn)定性驗(yàn)算式為
0.797≤1
(12)
由式(12)可知,高位棧橋鋼管樁順橋向的穩(wěn)定性滿足使用要求。
高位棧橋橫橋向荷載組合計(jì)算結(jié)果如圖15所示,此時(shí)得到最大彎矩為690.1 kN·m,對(duì)應(yīng)最大軸力為1 604.7 kN。
圖15 橫橋向荷載組合計(jì)算最大彎矩
截面強(qiáng)度驗(yàn)算如式(13)所示,兩種極限工況下鋼管樁截面強(qiáng)度均滿足要求。
119.0 MPa≤f=215 MPa
(13)
由圖15可知,該鋼管樁在橫橋向增加了多道剪刀撐,其在橫橋向的長(zhǎng)細(xì)比λ為
λ=l0/i=13 500/349.33≈38.7
(14)
進(jìn)一步計(jì)算得到鋼管樁橫橋向的歐拉力為
50 511.8 kN
(15)
根據(jù)式(14)中所得長(zhǎng)細(xì)比λ查表得到穩(wěn)定系數(shù)φ為0.903,由此得到鋼管樁順橋向的穩(wěn)定性驗(yàn)算式為
0.59≤1
(16)
計(jì)算結(jié)果顯示,高位棧橋橫橋向穩(wěn)定性也滿足要求,從而高位棧橋整體結(jié)構(gòu)的承載能力得到驗(yàn)證。至此,高低位組合鋼棧橋結(jié)構(gòu)的承載能力全部驗(yàn)證完畢。驗(yàn)證結(jié)果表明,高低位組合鋼棧橋方案滿足施工要求。
5 結(jié)語(yǔ)
通過“BIM+數(shù)字仿真分析”技術(shù)結(jié)合實(shí)際工程的地質(zhì)水文情況,在確保上下游水位安全的前提下,結(jié)合巴河大橋工期目標(biāo),提出的高低位組合鋼棧橋方案,有效保障了5#墩基礎(chǔ)及墩身施工節(jié)點(diǎn)工期,確保了非汛期快速完成5#主墩水中基礎(chǔ)及承臺(tái)施工,為后續(xù)洪水期水位較高時(shí)繼續(xù)施工墩柱上部結(jié)構(gòu)贏得了時(shí)間。通過使用MIDAS軟件對(duì)高低位組合鋼棧橋各部件在不同荷載情況下的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性驗(yàn)算,結(jié)果也驗(yàn)證了方案的安全、合理和可行性。5#墩鋼棧橋目前已正常使用半年多,其應(yīng)力與位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均在可控范圍內(nèi),并與模擬分析結(jié)果基本一致,從而也印證了方案可行性。高低位組合鋼棧橋方案的研究結(jié)果為類似鋼棧橋的設(shè)計(jì)與施工提供了一種新的思路。
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