【摘 要】
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大节段钢箱梁桥可实现百米梁段一次性安装,具有作业时间短、施工适应性强等优点,目前在跨海工程建设中得到了广泛的应用。大节段钢箱梁安装精度要求高,施工现场调整困难,制造参数计算不准确显然对海上大节段环缝对接、桥梁支座定位及成桥梁面标高产生影响。大节段钢箱梁形成过程漫长,一般经历板单元制造、小节段制作及大节段拼装,制造过程中受施工工艺、加工精度、环境温度及焊接过程等因素的影响导致实际几何尺寸与理论几何尺
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大节段钢箱梁桥可实现百米梁段一次性安装,具有作业时间短、施工适应性强等优点,目前在跨海工程建设中得到了广泛的应用。大节段钢箱梁安装精度要求高,施工现场调整困难,制造参数计算不准确显然对海上大节段环缝对接、桥梁支座定位及成桥梁面标高产生影响。大节段钢箱梁形成过程漫长,一般经历板单元制造、小节段制作及大节段拼装,制造过程中受施工工艺、加工精度、环境温度及焊接过程等因素的影响导致实际几何尺寸与理论几何尺寸存在一定偏差,进而对施工过程产生影响。因此,为了对大节段钢箱梁桥制造线形进行精准控制,本文对钢箱梁制造参数的精准计算方法进行探讨,同时分析小节段间环缝焊接及竖向温度梯度对大节段室外拼装过程的影响。主要工作及成果如下:（1）基于安装时节段间交界面实现平顺对接的思想,直接根据结构累计位移确定已安装节段和待安装节段桥位现场的相对位置关系,并对节段基准长度的计算方式进行讨论,形成一套钢箱梁制造参数的计算方法,实现分阶段施工中节段交接面的精确匹配。结果表明:对于变截面钢箱梁的特殊小节段,以底板线形为基准及以中性轴线形为基准计算制造参数会存在误差;采用不同节段基准长度计算出的节段间制造夹角在工程应用上可认为是一致,以顶板线形为基准进行计算最为简便;以成桥状态下节段形心处长度作为基准长度计算制造参数,可实现安装成桥后的主梁长度与成桥状态下的主梁长度基本保持一致。（2）以钢箱梁中常用16mm厚Q345qD钢板为研究对象,基于Abaqus有限元软件及DFLUX用户子程序,采用顺序耦合热弹塑性有限元法获得典型平板对接接头的固有应变,以实体单元及壳单元结合方式建立有限元模型,基于固有应变法分析小节段间环缝焊接对钢箱梁竖向线形的影响,为钢箱梁加工过程中的变形控制提供理论支撑。结果表明:对于108m的大节段钢箱梁,不同组焊顺序会引起最大6.0mm的腹板处顶板整体竖向变形,在制造过程中应予以关注。（3）以4×90m连续钢箱梁桥为工程背景,基于有限元模拟及实测温度、线形数据,分析竖向温度梯度对室外拼装大节段钢箱梁应力及线形的影响,对大节段制造过程的线形控制具有实际指导意义。结果表明:钢箱梁竖向温度梯度的分布呈现明显非线性特征,顶底板温差为12.5℃时进行大节段拼装跨中位置钢箱梁竖向线形误差可达-35.4mm,通过调整边界条件及拼装顺序只能在一定程度上减小温度梯度对大节段钢箱梁制造线形的影响,室外拼装过程中建议根据现场温度条件对大节段钢箱梁的预拱度进行调整。
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