潘鋒

摘要：結合實際，以某橋梁工程項目為研究背景，深入分析大跨度鋼桁架橋梁施工穩(wěn)定性相關內容，首先闡述大跨度鋼桁架橋梁施工技術基本內涵，其次從制造前合理分段、現場進行拼接橋梁施工、剛性單元、橋梁施工穩(wěn)定等方面論述大跨度鋼桁架橋梁施工穩(wěn)定性要求，最后結合某大型體育訓練場項目詳細的研解大跨度鋼桁架橋梁施工穩(wěn)定性的基礎內容，實踐可知，通過合理的選擇方案以及橋梁施工工藝，能夠切實提高大跨度鋼桁架橋梁施工穩(wěn)定性。

Abstract： Based on actual situation， taking a bridge project as the research background， this paper carries out in-depth analysis of the construction stability of large-span steel truss bridges. Firstly it expounds the basic connotation of the construction technology of large-span steel truss bridges， and then it discusses the stability requirements of long-span steel truss bridge construction from reasonable segmentation before manufacturing， on-site splicing bridge construction， rigid unit and bridge construction stability. Finally， the basic content of construction stability of long-span steel truss bridges is studied in detail with a large-scale sports training ground project. Reasonable selection schemes and bridge construction techniques can effectively improve the construction stability of long-span steel truss bridges.

關鍵詞：大跨度；鋼桁架；橋梁施工；穩(wěn)定性

Key words： large span；steel truss；bridge construction；stability

中圖分類號：TU758.11 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）32-0129-02

0 引言

大跨度結構在整體的形狀上也具備較高的復雜性，并且在使用中選擇使用新型的橋梁施工技術以及先進的技術，如果依然沿用傳統的橋梁施工工藝方法就不能確保工程可以順利進行，目前我國已經逐漸的開始應用先進技術水平的材料以及技術，為我國的大跨度結構應用提供了必要的基礎條件，此外，目前的機械設備還存在很大的問題，計算機技術也取得了非常成功的應用，對于整個大跨度橋梁結構部分的橋梁施工帶來了巨大的發(fā)展。

1 大跨度鋼桁架橋梁施工技術概況

大跨度鋼結構的成型的過程中，可以選擇使用吊裝、滑移、提升或者是其他的技術來進行結構的成型，在該過程中會因為失衡而導致結構的傾覆，還有可能因為結構的設計非常的不合理而導致穩(wěn)定性不足，進而誘發(fā)坍塌情況的發(fā)生，此外，還會因為局部的結構位置中強度不足而出現損壞的情況。因為大快讀鋼桁架的吊裝橋梁施工的過程中要確保力學性能與設計分析的一致性，人們此時可以進行力學與技術問題的分析，并且采取有效的措施進行解決。大跨度鋼桁架在應用的過程中會以為失穩(wěn)而導致安全性不足，所以應該加強穩(wěn)定性技術的分析。設計過程中進行整體結構的分析，設計人員應該合理的布置橫向支撐，以使得外部鋼桁架部分更具穩(wěn)定性，此時可以確保整體的恒載、活載等都會達到穩(wěn)定性的要求。在橋梁施工階段，側向支撐的安裝橋梁施工工藝所存在的限制條件必須要在鋼桁架安裝橋梁施工結束后才能開始該部分的橋梁施工，這樣就會導致了穩(wěn)定性與設計分析是不同的。

2 鋼桁架橋梁施工階段需要控制的要點

2.1 制造前合理分段

鋼桁架的在制作完成之后運輸橋梁施工現場進行橋梁施工，此時要在制作廠內進行合理的分段，要充分的考慮到運輸的便利性，這樣可以大大提升工程的安全性和穩(wěn)定性，橋梁施工效率也會有所提升。

2.2 現場進行拼接橋梁施工

需要選擇使用大型的吊裝設備來進行，大噸位的鋼構件應該使用較大的吊裝設備，以滿足當前橋梁施工的安全性與工作效率的需要，所以應該適當的增大拼裝作業(yè)量，避免過多的進行高空作業(yè)橋梁施工。拼接橋梁施工過程中可以全面提升工程的質量。

2.3 盡快形成剛性單元

鋼桁架根據設計方案的需要安裝到制定的位置之后，應該在最短的時間與側向支撐有效的連接，使之成為一個穩(wěn)定的剛性單元，還應該采取有效的措施來提高安全性與工程的質量。

2.4 安全橋梁施工分析驗算

鋼桁架的橋梁施工中，要使其能夠達到強度、剛性以及穩(wěn)定性的要求，同時還應該確保平面外曲穩(wěn)定性展開分析，以保證達到工程所要求的安全性能。經過深入的分析大跨度鋼桁架的組成結構之后可以發(fā)現，其難以保證工程的安全性，需要采取有效的措施進行加固處理。具體的措施如下：

①選擇使用多點吊裝的方式；

②桁架表面采取必要的措施進行加強，以建立臨時的桁架結構；

③安裝到位置時，應該設置臨時支撐結構，適當的減小間隔距離；

④臨時位置進行固定的過程中應該布置側向纜風繩。

2.5 橋梁施工穩(wěn)定分析特點

在使用大跨度桁架來進行重量的承載，這其中不僅包含了自重，還包含了樓板、設備等等結構部分，并且包含了大部分的活載荷部分，橋梁施工中要選擇使用可以具備較高承載性能的桁架結構形式。大跨度的鋼桁架在橋梁施工的過程中應該確保其安全和穩(wěn)定性，同時應該進行控制驗算以保證其承載性能達到規(guī)定的要求，滿足工程的需要。

3 鋼桁架吊裝橋梁施工穩(wěn)定性分析

應用特征曲線理論可以綜合分析整體結構所具備的穩(wěn)定性，同時也不能考慮到結構部分在承受重量載荷之后而導致的變形以及缺陷問題，所以在橋梁施工的過程中，應該選擇使用非線性屈曲對整個大跨度的鋼桁架平面穩(wěn)定性分析。桁架結構中的平面穩(wěn)定性計算問題較為復雜，可以選擇使用ANSYS來實施有限元的分析，以確定其失穩(wěn)荷載可以準確的確定，選擇使用科學的判斷方式來確定吊裝方案是否合理。大跨度鋼結構的穩(wěn)定性極限承載性能的確認：選擇使用幾何非線性有限元的分析方法來盡心數據的計算，從而可以更加的準確的確定材料的彈塑性，從而可以有效的分析中第一臨界點的荷載數據，也就是整個結構的承載性能的準確數據。

4 算例

4.1 工程概況

某橋梁長度890m，橋梁主斷面為鋼桁加勁梁，跨徑組合是20m+536m+20m。該橋梁是當地地區(qū)跨度最長的一個橋梁體系，在成橋狀態(tài)下，橋梁的理論垂度為48.70m，垂跨比為1：11，橋梁雙向車道整體寬度達到11m，主纜中心的間距為15.6m，距離主纜距離的面為4.0m，該橋梁的里面布置圖為圖1所示，由于該橋梁的橋面相對較窄，因此，有必須要對該橋梁的橋梁施工穩(wěn)定性進行研究分析。

4.2 總體橋梁施工方案的初選

橋梁施工安裝方向：自軸線方向逐漸開始橋梁施工。每榀中的設計桁架總體的長度尺寸為41m，在生產廠家中將其分成兩個部分制作完成，安裝的過程中應該在指定的位置上進行組裝，完成之后需要使用汽車吊進行固定安裝橋梁施工。每榀主梁安裝完成后，應該立即進行剛次梁的安裝橋梁施工，保證其整個結構部分達到了非常穩(wěn)定的剛性結構體系，達到結構穩(wěn)定性的要求。

4.3 總體橋梁施工方案可行性分析

整體的橋梁施工方案要保證其技術是可行的，是否可以準確的控制工程成本，最為核心的技術就是要確保鋼桁架的結構部分達到了工程所要求的穩(wěn)定性，同時還應該根據工程的需要選擇合適的解決方法。本次橋梁施工中所實施的穩(wěn)定性控制主要是通過如下的兩個方式：

①鋼桁架吊裝橋梁施工階段就要滿足穩(wěn)定性的要求；

②鋼桁架安裝到具體的橋梁施工位置之后進行吊索拆除，檢查穩(wěn)定性是否達到了工程安全性的要求。

4.4 鋼桁架穩(wěn)定性分析

應用ANSYS有限元方法來進行分析。進行結構建模分析，弦桿應用Beam188單元，腹桿應用Beam44單元。由于桁架在吊裝的過程中并不會直接受到外部平面的約束影響，所以此時可以在整個結構部分的外部使用剛度系數比較小的彈簧單元Combin14，非線性彈簧阻尼系數0.05，彈簧常數取1e100。在整個結構的設計中知識考慮到桁架的自重以及橋梁施工過程中的動載系數，該系數確定為自重g 的1.2倍，g=282.5kN。穩(wěn)定性的評判依據：結合工程的實際情況來進行模型分析，進而可以準確的掌握結構自重第一階區(qū)的分線性分析荷載屈曲因子λ與穩(wěn)定安全系數 K。

①鋼桁架吊裝橋梁施工的過程中通過穩(wěn)定性來分析吊裝立面結果。

應用ANSYS軟件來對結構部分實施分析，以上述的計算公式來進行吊裝結構的驗算，此時的第一階曲木臺非線性屈曲分析載荷屈曲因子λ=10.7，穩(wěn)定安全系數 K 大于 2.0，從而可以確定整個結構部分的安全達到了規(guī)定的要求，從工程的具體情況來確定弦節(jié)點—載荷曲線圖。

②鋼桁架在達到指定位置之后進行穩(wěn)定性的位置，從而可以確定立面圖。

鋼桁架完成了安裝橋梁施工后，需要在結構的兩側都將其穩(wěn)定的連接在混凝土盆式結構位置，此時的中間結構部分未完成橋梁施工。對于沒有實施加固處理的部分，鋼桁架進行第一階曲的結構綜合分析：狀態(tài)下桁架屈曲模態(tài)載荷屈曲因子λ=0.75，穩(wěn)定安全系數K小于2.0，這就表明整個橋梁施工過程中的鋼桁架穩(wěn)定性并未達到規(guī)定的要求，容易發(fā)生失穩(wěn)的問題，安全性達不到要求，此時需要根據工程的實際情況來采取措施提升安全性。

5 結語

大跨度鋼桁架在整個橋梁施工的過程中需要綜合分析穩(wěn)定性，但是在該階段中存在較大的復雜性，計算實例中對于關鍵技術參數進行準確的核算，從而可以確定鋼絲繩的臨界張力，以此為基礎來對工程進行指導和分析，使得整體的鋼桁架結構部分的橋梁施工更加順利的進行，其中各項的關鍵技術參數也能夠滿足工程的要求。

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