钢箱提篮拱桥施工过程及稳定性分析

梁德襄，李东明，陆 军

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川 成都 610031）

提篮拱桥是将平行拱桥拱肋向内倾斜所形成的新型拱式结构体系[1]，相较于常规拱桥具有视觉效果优美、能改善静力计算图式、能提升横向刚度和抗震性能等优点[2-3]。因此，提篮拱桥在拱式桥中深受推崇。提篮拱桥的施工过程仿真分析有以下积极意义：（1）掌握施工过程中可能出现的最不利工况；（2）为优化施工方案提供参考，有助于施工监控保障成桥线形[4]。整体稳定性是评价拱桥结构安全性的重要指标，提篮拱结构能提升稳定性[5-6]。本文以天府新区某钢箱提篮拱桥为工程背景，进行施工过程模拟、整体稳定性分析，为同类型桥梁的设计和施工提供参考。

1 工程概况与计算模型

1.1 工程概况

本桥拱肋为变截面钢箱，拱轴线为二次抛物线，计算跨径132.97m，矢高52.1m。两片钢拱肋在顶部合并，内倾角13.7°。共21 对吊杆，锚固于拱肋和钢箱梁间。梁高2.2m，桥面全宽46m。

1.2 计算模型

计算采用Midas Civil，主拱、钢箱梁采用空间梁单元模拟；吊杆采用空间索单元模拟；纵梁间建立虚拟横梁。吊点与梁间采用刚臂单元连接，拱顶合拢部分采用矩形断面连接。全桥有限元模型如图1 所示。

图1 全桥有限元模型

模型采用3 种材料，建立了524 个单元，564 个节点，其中，梁单元482 个，索单元42 个。

主要计算参数如下：

（1）材料特性。钢材的弹性模量为2.06×1011Pa；泊松比为0.3；线膨胀系数为1.2×10-5/℃；密度为7850kg/m3。高强钢丝弹性模量为1.9×1011Pa。

（2）荷载。恒载：拱肋及箱梁的隔板、加劲肋自重以节点力方式施加。……