摘要：大跨鋼結構中最為關鍵的問題就是鋼結構的合攏與卸載,本文在分析大跨鋼結構合攏與卸載中的問題基礎上，重點探討了大跨度結構合攏與卸載研究方法，對于今后設計工作具有一定作用。
　　關鍵詞：大跨鋼結構，寫在問題，數(shù)值模擬方法
　　1引言
　　大跨鋼結構中最為關鍵的問題就是鋼結構的合攏與卸載，而大跨鋼結構工程工程本身的特點就是工程規(guī)模大，難度高，主結構按照不同的分區(qū)進行安裝，時間跨度長，每個分區(qū)的初始安裝溫度與最后主結構合攏時的溫度存在較大差異，同時合攏段的安裝溫度與合攏溫度也存在一定程度的差異，溫度作用對主結構的安裝和合攏有很大影響。為此，必須依據設計確認的合攏口位置，考慮各種因素引起的溫度變化，計算合攏口的桿件溫度變形值和應力，以確定合攏口的預留間隙和合攏口的搭接工藝[1]。本文就大跨鋼結構合攏與卸載相關問題進行研究。
　　2大跨鋼結構合攏與卸載中的問題
　　由于工程合攏口數(shù)量眾多，且合攏段的安裝隨著工程的總體安裝進程在不同時何里進行，合攏段的安裝質量不僅影響結構安裝過程中的安全，而且影響最終的合攏和結構的總體施工質量及結構使用過程中的安全，因此，必須對合攏口進行準確的計算，確保合攏段與相關構件的安裝及結構的順利合攏。為控制合攏時合攏口的間隙大小，減少合攏口的焊接量和焊接殘余應力，確保合攏的焊接質量，在進行合攏段的安裝時，要盡量控制合攏段安裝時合攏口的間隙大小，該間隙大小要考慮溫度變形計算結果和焊接收縮變形[2，3]。為確保合攏口在施工過程中因溫度變化而自由伸縮，合攏口采用卡馬搭接連接，卡馬的大小和數(shù)量需根據該接口部位的受力計算確定。此受力計算不但要考慮合攏段安裝過程中搭接受力要求，而且要考慮合攏過程中合攏口的受力要求。
　　在結構合攏中遇到最多的是焊接問題，在焊接過程中，焊接熱源對工件進行局部加熱，產生了不均勻的溫度場。同時，金屬材料在焊接過程中隨著溫度的變化還會發(fā)生相應的形變，不同的金屬組織具有不同的性能，也會引起體積的變化，對焊接應力變形產生不同程度的影響。由于合攏口數(shù)量多，焊接量大，要在短時間內將合攏口焊接完畢，難度較大。為此，實際合攏時，先將合攏口的所有卡馬焊接固定，然后再進行合攏口焊縫的焊接。卡馬的連接焊縫高度根據受力計算結果確定。卡馬焊接完畢后，應及時進行合攏口對接焊縫的焊接，并確保焊接過程中鋼結構的本體溫度盡可能處于設計要求的合攏溫度范圍內。
　　3大跨度結構合攏與卸載研究方法
　　目前大跨度結構的合攏研究在橋梁結構中用的比較多，徽杭高速公路嶺腳大橋全長470．8m，縱向采用分離雙幅形式。主橋為雙幅4跨預應力混凝土變高度直腹板連續(xù)剛構體系箱梁，其結構形式為45m+2*5Om+45m，單箱單室。箱梁頂板寬1．Om，底板寬5．5m；梁高在主墩處為4．5m(4．61m)，在過渡墩和中跨跨中處2.0m(2．11m)。箱梁底板厚度和梁高主要按拋物線變化，單幅橋面的單向橫坡通過箱梁調整左右腹板高度來實現(xiàn)。
　　主橋箱梁采用掛籃懸臂施工，主墩各T的0#、1#塊段采用在鋼桁架梁拼成的雙懸臂托架上澆筑，之后掛籃進行各T逐段的對稱懸臂澆筑，邊跨5.0m在支架上澆筑，按設計先邊跨后中跨的順序進行合攏。由于過渡墩3#群墩施工嚴重滯后，給按先邊跨后中跨的設計合攏順序合攏帶來困難，為此采用先中跨后邊跨的合攏順序合攏。對于不同合攏順序的研究，必順借助計算分析手段作為研究依據。先中跨后邊跨的合攏方法是將兩攏段口進行固結約束，然后計算合攏應力。
　　邊跨先合攏后，主梁邊跨形成一次超靜定結構，當再進行跨合攏時，過渡也參與了計算。基于箱梁兩端主墩墩項未發(fā)生移位，則臨時鋼接桿所受的軸向應力與先中跨合攏時的中跨鋼接桿所受的軸向應力相等，即Nl。臨時鋼接桿和焊縫的抗剪驗算與先中跨合攏時中跨臨時鋼接桿相同。但由于主墩為柔性墩，當箱梁因溫度差發(fā)生變形時，主墩墩頂必然發(fā)生位移，則過渡墩上的支座將發(fā)生滑動，其摩擦阻力與鋼接桿所受的軸向應力相等，則此時相關計算過程與邊跨合攏邊跨合攏后兩跨中跨同時合攏，5撐墩由于前后所受上相等不會發(fā)生相對位移，則兩跨主梁的變形均轉移至4樣、鐘則兩墩的相對位移與先兩中跨同時合攏時的位移相同，即8mm。
　　無論先邊跨或先中跨合攏，理論上邊跨合攏的溫差軸向應力相等，但中跨合攏的溫差軸向應力與合攏順序有一定的關系。合攏順序不同，結構受力圖式不同，結構內力也不相同，所以合攏順序的調整必須征得設計和監(jiān)理單位的同意，并有可靠的理論計算依據及過程，否則可能會造成更大的位移偏差。
　　邊跨合攏法需要在張拉完預應力束并封錨后，才能進行上部結構的施工，這種方法適合于橋高相對較矮時使用。還有頂推合攏法，在各個梁段形成后，然后再將各個就位梁段頂端聯(lián)接，形成簡支懸臂或連續(xù)懸臂，最后再合攏邊跨。縱向強迫位移合攏，是在邊跨合攏階段在中跨施加3000kN的水平力，從而起到施加預應力的效果，施加預應力后，左右邊跨的位移都有不同的改變，應力值也有不同的改變，結構受力狀態(tài)也得到了較好的改善。
　　豎向強迫位移合攏法，在合攏前對合攏段頂端采用配重，使中跨懸臂梁端部產生豎向強迫位移及轉角。待合攏拆除配重后，結構應力狀態(tài)將得到改善。隨著計算機的發(fā)展與應用，工程計算與分析理論更多應用了計算機，例如大跨鋼結構施工過程的數(shù)值跟蹤和圖形模擬的研究，大跨預應力鋼結構是一種典型的以預應力和幾何非線性為主要特征的結構，其計算方法主要是考慮幾何非線性的有限單元理論。卸載過程非常煩瑣，而且不容易控制，采用的最多的仍然是分部卸載法，在卸載前要對卸載工況進行分析，要考慮每一步卸載的卸載量，同時要考慮每一步卸載量對結構狀況的影響。
　　4結語
　　由于大跨鋼結構跨度大，造型工藝復雜，施工難度大，因而大跨鋼結構合攏與卸載的研究非常復雜，因此還有許多的工作可做，本文主要分析了大跨鋼結構合攏與卸載相關問題，并分析了其相關方法，對于今后設計起到一定作用。
　　
　　參考文獻：
　　[1]張同波,付長春,王輝.青島體育中心游泳跳水館鋼結構施工技術[J]. 施工技術,2009,38(3)

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