怀远县涡河二桥引桥支座顶升施工方案结构计算

陈允永 王雷

摘 要：针对怀远县涡河二桥引桥加固改造工程的结构验算及支座更换顶升力的确定，建立了空间有限元计算模型，可有效模拟使用荷载的作用，避免了平面计算问题中有关荷载纵横向分布的复杂简化问题，且计算结果可靠；计算结果表明，引桥上部结构在使用荷载作用下强度满足要求，支座更换时的顶升力在交通封闭情况下稳定、可靠，可供广大技术人员参考。

关键词：支座顶升；施工方案；有限元；材料参数；结构计算

1.工程概述

安徽省怀远县涡河二桥为怀远县境内S307上一座跨越涡河的大桥，其孔跨布局为 ，引桥采用标准跨径为20m的钢筋混凝土T梁，桥面总宽为18.5m，原设计荷载为汽—超20、挂—120，该桥运营期内上部结构梁体基本完好，但桥面铺装损坏严重，且90%以上支座变形严重，需对其桥面铺装进行加固处理并更换支座。加固设计的荷载标准为公路-Ⅰ级，因此，需要对主桥在新的荷载（桥面铺装二期恒载及车道荷载）作用下结构安全性进行验算，并确定支座更换时的顶升力的大小。

2.计算模型及结构参数

本桥引桥上部结构为钢筋混凝土简支T梁，分析软件采用国内通用的Midas Civil，计算采用精度较高的单跨空间有限元模型，其中，梁单元数量为176个，节点数量184个，如图1所示。

结构材料参数如表1～表2所示：

荷载工况如表3～表4所示。

荷载组合情况详见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）。

3.计算结果分析

结构使用状态最不利荷载组合时1-4号梁弯矩图如图2～图5所示：

可见，使用状态下，1号梁弯矩相对最大，故对1梁进行截面验算。1号梁结构验算结果如表所示，限于篇幅，本文仅列出1号梁的跨中、支点及L/4截面分析结果。

验算结果表明，结构满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。

4.支座更换顶升施工时顶升力的确定

4.1 封闭交通期间顶升力的确定

计算成桥状态下的各支座反力，考虑计算误差并经调整后作为封闭交通期间各支座顶升力，计算结果如图6及表9所示：

4.2开放交通期间顶升力的确定

计算短期荷载效应组合下的各支座反力，考虑计算误差并经调整后作为作为开放交通期间各支座顶升力，计算结果如图7及表10所示：

由于开放交通期间，各顶升力并非一个稳定的数值，建议更换支座期间对交通进行封闭。

5.结束语

本文针对怀远县涡河二桥引桥加固改造工程的结构验算及支座更换顶升力的确定，建立了空间有限元计算模型，比起平面计算模型，可有效模拟使用荷载的作用，避免了平面计算问题中有关荷载纵横向分布的复杂简化问题，且计算结果可靠，可供广大技术人员参考。

参考文献

[1] 叶见曙.结构设计原理[M]..北京：人民交通出版社，2015.06

[2] 邵旭东.桥梁工程[M]..北京：人民交通出版社，2004.01

[3] 邵旭东.桥梁设计与计算[M]..北京：人民交通出版社，2007.02