深度流塑层大型预制T梁过桥及架设数值模拟应用研究

杨小春

中铁十六局集团第三工程有限公司 浙江 湖州 313000

1 工程概况

温岭泽国—玉环大麦屿疏港公路工程预制安装长30、35、50 m的T梁共计2 905片，T梁预制场设置在漩城路东侧，银湖大道与76省道复线之间的空地上，距施工现场4.2 km。根据T梁运输路线，T梁运输途中依次经过四号河桥、龙王塘桥、红沙塘桥及分水山大桥。

由于存在长50 m的T梁，施工中若满足长50 m的T梁的正常运输及架设要求，则其余长30、35 m的T梁均可正常施工。为了保证大型预制T梁运输过桥的施工安全性，通过对长50 m的T梁运输过桥及架设采取有限元数值模拟分析和受力计算相结合的方法[1]，对大型预制T梁穿越已有桥梁进行整体受力分析。

2 运输线路

重车至工地：T梁预制厂→漩城路→经76省道开口穿过南半幅路至北半幅路→四号河桥→红沙塘桥→分水山大桥→漩门湾特大桥235#台后。

空车返回：漩门湾特大桥235#台后→经76省道穿过北半幅路至南半幅路→分水山大桥→红沙塘桥→龙王塘桥→四号河桥→漩城路→T梁预制厂（图1）。

图1 228国道（玉环段）运梁线路示意

3 T梁运输过桥受力分析

3.1 荷载技术标准

长50 m的T梁梁片总质量为16.9 t，根据施工方测定的数据，车头9.5 t，挂车10 t，炮车11 t，此次计算的工况在运输及安装等施工阶段，结合相关规范，计算后的荷载如图2所示。

图2 长50 m的T梁加运梁炮车荷载示意

3.2 3×30 m的T梁桥过车受力计算

为分析运梁车过该桥时的受力，采用有限元软件建立3×30 m的T梁桥空间梁单元检算模型（图3）。

图3 3×30 m的T梁桥有限元模型

在短暂状况构件应力计算中，预应力和构件自重施工荷载作用下的截面边缘混凝土的法向应力如下：

压应力：

由于此桥的混凝土等级为C50，故fc'k=32.40 MPa，ft'k=2.65 MPa。

图4为长50 m的T梁运梁炮车过3×30 m的T梁桥时，混凝土上翼缘最大法向应力图，其中最大压应力为6.68 MPa＜32.40 MPa，最大拉应力为0.65 MPa≤1.15×2.65≈3.05 MPa，满足规范要求。

图4 3×30 m的T梁桥上翼缘最大法向应力图

图5为长50 m的T梁运梁炮车过3×30 m的T梁桥时，混凝土下翼缘最大法向应力图，其中最大压应力为11.69 MPa＜32.40 MPa，最大拉应力为2.67 MPa≤1.15×2.65≈3.05 MPa，满足规范要求。

图5 3×30 m的T梁桥下翼缘最大法向应力图

3.3 3×35 m的T梁桥过车受力计算

为了分析运梁车过该桥时的受力，建立3×35 m的T梁桥空间模型，图6为其有限元模型。

图6 3×35 m的T梁桥有限元模型

图7为长50 m的T梁运梁炮车过3×35 m的T梁桥时，混凝土上翼缘最大法向应力图，其中最大压应力为4.04 MPa＜32.40 MPa，最大拉应力为2.65 MPa≤1.15×2.65≈3.05 MPa，满足规范要求。

产业的发展势必会带来就业机会，也就会吸引更多的年轻人留在村落。创造就业岗位，创造为年轻一代新农村人接纳的就业岗位也是传统村落活化更新关注的焦点。

图7 3×35 m的T梁桥上翼缘最大法向应力图

图8为长50 m的T梁运梁炮车过3×30 m的T梁桥时，混凝土下翼缘最大法向应力图，其中最大压应力为9.74 MPa＜32.40 MPa，最大拉应力为1.94 MPa≤1.15×2.65≈3.05 MPa，满足规范要求。

图8 3×35 m的T梁桥下翼缘最大法向应力图

4 长50 m的T梁架梁检算

4.1 支架布置

架桥机前支点作用于前横梁上，前横梁下方布置1.4 m×0.4 m×0.5 m方木，方木下方布置3片横向贝雷梁，贝雷梁纵向间距为（45＋60） cm，贝雷梁下方再布置一层方木。

具体布置情况如图9所示。

图9 支架布置示意

4.2 计算荷载

前支点受到的集中力大小为：F＝G1/4＋G2/4＝113.5 t，考虑安全系数后荷载取1.2F＝136.2 t。

4.3 贝雷梁承载力检算

根据上文所求荷载，将其施加于横梁上，定义为移动荷载，建立其相应的模型，如图10所示。

图10 整体模型

其中，贝雷梁应力情况如图11所示。

图11 弯曲应力图

贝雷梁局部最大剪切应力为192.6 MPa，小于贝雷梁容许剪切应力206 MPa。

综上，贝雷梁承载力满足要求。

4.4 方木强度、刚度检算

对于方木的刚度，只对贝雷梁上方的方木进行检算。由图12可以看出，方木最大竖向位移为0.628 mm＜600/400＝1.5 mm，故方木刚度满足要求。

图12 方木位移图

对于方木的强度，需要进行上层及下层方木的检算，如图13、图14所示。

图13 方木弯曲应力图

图14 方木剪切应力图

综上可知，方木弯曲应力最大值为6.82 MPa，小于容许值12 MPa；剪切应力最大值为0.036 MPa，小于容许值1.8 MPa，均满足要求。

5 结语

本文通过将长50 m的T梁过桥及架设数值模拟数据与规范设计安全值进行对比，分析如下：

1）当长50 m的T梁运梁炮车运梁通过已架设的3×30 m、3×35 m的T梁时，梁体产生的最大拉应力为2.67 MPa，满足规范要求。

2）对于架梁施工方案，结合数值模拟分析，方木强度、刚度，贝雷梁刚度、强度，架梁下部结构承载力和裂缝检算，均满足要求。