大跨度拱桥施工阶段的有限元数值分析

摘要：随着施工技术的发展，拱桥的施工安全性是大跨度拱桥设计中的一个关键问题)采用大型有限元分析程序
*+,-,对大跨度拱桥施工过程中拱架、拱肋的静力及稳定性进行了分析计算，为大跨度拱桥的施工安全提供了理
论依据)
关键词：拱桥；稳定性；有限元；施工
中图分类号：.%!’)! 文献标识码：*

" 概述
拱桥在竖向荷载作用下，两端支承处不仅有竖
向反力，还将产生较大的水平推力)正是这一水平推
力，使拱内产生强大的轴向力，并能有效地减小跨中
弯矩，充分发挥主拱材料的强度，增大跨越能力，因
此拱桥是我国公路上常用的一种桥梁型式)拱桥的
修建过去常采用支架施工法，随着无支架施工技术
的发展，大跨度拱桥施工过程中的稳定性是否满足
要求往往成为一个控制因素，施工计算的重要性愈
显突出)本文研究的某大跨度拱桥先采用拱架法施
工，即先拼装拱架，然后在拱架上浇注拱肋)拱架采
用万能杆件拼装形成空间桁架)每片拱架横向宽度
为’/，高度为$/)共!&个预拼段经浮运后由缆索
吊悬臂拼装而成)
! 计算模型
拱架的各杆件采用*+,-,程序中的01+23
单元模拟，按铰结空间桁架进行分析计算)整个有限
元模型中，单元总数为$%4(个，如图!5所示，标准
节段的杆件布置如图!6所示)
拱架各杆件由肢数和型号不同的角钢构成，分
别采用以下三种截面：
立杆和横支撑：")""$(/’（$肢&47&473角
钢）)
上下弦杆：")"!8$83/’（3肢!’"7!’"7!"角
钢）)
5 拱架有限元模型
6 拱架标准节段杆件布置
图! 拱型计算模型
斜杆：")""((3/’（&)4号和!"号角钢各’
肢）)
拱架在施工过程中所受荷载包括拱架自重、拱
肋重量及施工荷载等，拱架单位长度上的自重约为
!拱架9!3)33:+／/拱肋各节段的重量及施工荷载
如图’所示，其中：
!!94$)!48:+／/，!’9%8)"!(:+／/，!%9
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