论文部分内容阅读
【摘 要】现以衡阳市营盘东路耒阳河大桥顶推施工施工为例，从理论上阐述滑道梁产生滑移纹的原因防止滑移纹产生的措施。
【关键词】滑道梁；滑移纹；应力分析
Road to slip down box girder beam pattern of the Analysis
Zhu Yao-huai
(Hunan High-speed Railway Technology Hengyang Hunan 421001)
【Abstract】Camp Road is to Hengyang Pushing Leiyang River Bridge construction works, for example, set theory to slip slide beam pattern of the reasons for the measures to prevent the slip lines produced.
【Key words】Slide beam;Slip pattern;Stress analysis
大跨度连续箱梁桥，当采用顶推法施工时，通常预先分节段浇制，且预先浇制的每节箱梁长，自重大，这就要求搭建稳固的预制平台，以满足多次重复使用的要求。箱梁预制场平台一般由临时墩、网状钢管支柱、横桥向钢梁、顺桥向滑道梁、滑道上分配梁、底模钢板等组成。在箱梁顶推施工过程中，如果工人未能准确按要求操作，有可能使滑道梁产生过大应力，造成滑道梁局部屈服现象，若屈服发生后，荷载不继续增大，则屈服以滑移纹的形式表现于工字钢的表面，形成事故隐患。现以衡阳市营盘东路耒阳河大桥顶推施工施工为例，从理论上阐述滑道梁产生滑移纹的原因防止滑移纹产生的措施。
图1 工字钢梁滑移纹
1. 滑移纹情况
1.1 工程简介。
衡阳市营盘东路耒阳河大桥设计为48.0m+3×59.0m+48.0m=273m，五跨一联“类双层”预应力混凝土连续箱梁。箱梁横向为双幅桥，单幅为单箱双室等高度截面。采用分段浇筑，逐段顶推，逐段接长，五跨一联箱梁共分成9个阶段预制、顶推，由东岸向西岸交替进行顶推的施工工艺。
单幅箱梁顶推总长度为273m，砼总体积为369m3，总重量约113594KN，每延米平均砼约16.0m3，每延米自重约416KN。首段箱梁长33.5米，重500.4吨。
1.2 箱梁预制场设置。
箱梁预制平台布置设在10#~12#墩之间，浏阳河东岸堤外侧面。在已建筑的11#、12#墩桩基础上搭建预制平台。预制平台设计总长度为33.5m，预制平台纵向范围内设了Z1#、Z2#、Z3#三个滑道支承墩，在预制平台与10#墩之间设置了Z4#墩作为顶推过渡段。
预制平台是支撑预制箱梁模板，来满足箱梁符合设计标高，与底模与外模相对应，纵向共分11排立柱，间距为2.5m（横隔板位置）和3.5m两种；横桥向单幅分为5排立柱，其中箱梁底板范围内设3排，分别与箱梁的三道腹板基本对应；两侧翼板各设一排，立柱均采用直径为300mm，厚度为10mm的钢管，钢管立柱上放2I25a工字钢横梁。预制平台桩采用D=60cm，长螺旋灌注桩基础，单桩单柱。
预制箱梁底模对应在两侧腹板下安装3排6台共计12台YDS100竖直液压自锁千斤顶来支承，升降整个底模体系，其余底模支点放500KN齿轮千斤顶辅助支承受力。底模纵梁分为5组，其中底板范围内3组对应三道腹板布置，每组由I56b工字钢组成，对应两侧滑道部位腹板下的2组靠近滑道支承布置；两侧巽缘外侧模板下各设一组I56b工字钢纵梁。
千斤顶位置与钢管支柱位置对应安放，箱梁顶模板两翼缘模板，均采用钢管支架，槽钢纵梁，组合钢模拼装成型。
图3 5截面内力计算图
图4 正常工作状态东西截面应力情况
图5 千斤顶对工字钢偏心支承及引起应力
图2 第3滑道第5排千斤顶最不利荷载位置
1.3 滑道钢梁产生滑移纹情况。
每段箱梁浇制完成后，养护一段时间，待达到一定的强度后，进行预应力张拉，接着在预制台座上进行顶推施工；由于箱梁截面很大，抗弯刚度EI也非常大，故在各个竖向千斤顶与临时支承墩处所产生的转角接近于零，顶推时，台座上的箱梁在竖直方向，受千斤顶的支承，且各千斤顶处分别有工人同时操作；水平方向，有水平牵引千斤顶的牵引力作用，使得箱梁徐徐向前移动。就在首段箱梁顶推到位后，施工人员发现：箱梁模板下沿东西向布置的滑道工字梁，在二根工字钢联结的焊缝处两边发生了滑移纹，其位置在由东向西纵桥向第5排支承柱与顺桥向第3根滑道交汇处，滑移纹情况如图1所示。这种滑移纹在焊接工字钢梁时并没有出现，而是在顶推后出现的。
根据以上滑移纹现象，可以判断为工字梁在焊缝接头处发生了局部屈服现象，应力等于(或超过)屈服强度，或者说工字钢梁强度不满足。屈服现象的产生给工程施工带来了事故隐患，作为施工人员需及时弄清滑移纹，也就是局部屈服产生的原因，以便采取有效的措施来制止滑移纹的发展，为了寻找屈服的原因，有必要对梁进行各种荷载情况下的强度校核。
图6 5截面各点位置图
2. 箱梁顶推正常荷载作用下的强度校核
2.1 支座反力分析计算。
先分析发生滑移纹处工字梁的截面受力，由前面知道，一幅箱梁由箱梁底三道工字钢梁和两边各一道工字钢梁作为滑道，两边的两根工字梁所承受荷载相当于中间的一根所受荷载，故中间三道工字钢滑道梁每道仅受整个箱梁的1/4荷载左右，正常情况下约为（1/4）×（416KN/m）=104KN/m。
在箱梁徐徐顶推的过程中，由于箱梁两侧翼缘截面相对较小，受力后会发生一定的变。
形，使得中间三道梁受力会有变化，到底为多少呢？可通过计算确定，滑移纹发生在第3滑道梁顺桥向由东向西第五支座处，经用影响线分析知，第5排千斤顶最不利荷载位置，为箱梁尾端刚刚脱离第四排千斤顶时的情况，由于各千斤顶处转角趋近于零，故可将第六个千斤顶处看作固定端支座求5截面内力（见图2）。
图8 a点应力状态分析
图9 b应力状态分析
图10 d应力状态分析
图11 e应力状态分析
2.2 计算正常情况下5支承截面内力。
此时忽略次要因素后得第三道滑移梁第五支座东西二截面受力最不利状态简图如图3所示，此为二次超静定梁，由力法得典型方程：
δ11•X1+δ12•X2+ΔIP=0
δ21•X1+δ22•X2+Δ2P=0
求系数和自由项得：
δ11 = 8 3EI ×3.53 δ12 = 5 6EI ×3.53 δ21 =δ12
δ22 = 3.533EI ΔIP=- 2qEI ×3.54 Δ2P =- 17q24EI ×3.54
将上述数据代入典型方程得
8 3EI ×3.53X1 + 56EI ×3.53X2 - 2qEI ×3.54 =0 （1）
5 6EI ×3.53X1 + 13EI ×3.53X2 - 17q24EI ×3.54 =0 （2）
每个工人都按要求操作，第4支座和第5支座标高一致，箱梁尾滑过第4支座时仍然受力。第5支座按千斤顶满荷载支撑500KN计，求出分布荷载集度q和第4支座反力N4，再求第5支座东截面和第5支座西截面的内力，将X2=500KN 代入得
q=125KN/m X1 =171.875KN
5东截面内力：V1=265.65KN M1=-164.15KN•m
5西截面内力：V2=-234.35KN M2=M1=-164.15KN•m
2.3 校核强度。
查型钢表得I56b工字钢的抗弯截面模量Wx=2450cm3，惯性矩Ix=68500cm4 ，翼缘厚度t=21mm ，腹板宽度 b=168mm，厚度d=14.5mm ，Ix :Sx=47.5mm。
σmax=MxWx=164.15×106N•mm24500×103mm3=67MPaσs=235MPa
5东截面 τ平=Vb(h-2t)=265.64×103N14.5mm•168mm3=109.05MPa［τ］
5西截面 τ平=Vb(h-2t)=234.350×103N14.5mm•168mm=96.02MPa［τ］
正常工作状态东西截面应力情况见图4。从上知：其值远小于屈服强度，工字钢梁不会因此出现滑移纹。
3. 箱梁顶推非正常操作荷载下的强度校核
在箱梁顶推过程中，各个千斤顶都举起较大的重量，同时还得承受箱梁向前拖动时引起的摩擦力，所以箱梁和千斤顶处于动态工作中，要保证千斤顶稳定地支承在预定的支承处还有一定困难，如果工人稍有不慎，很有可能千斤顶对工字钢偏心支承，如图5所示。
3.1 计算5截面应力。
此时，按偏心b/4计算，第5支座千斤顶引起箱梁的附加弯矩，以垂直于横截面的Z轴（如图2）为惯性轴计算，大小为：
MZ=N5×b/4=500KN×（178mm/4）=22250N•m
按千斤顶支座间距作用长度3.5m计算，腹板抗弯截面模量
WZ=（1/6） bh2= （1/6）×3500mm×14.52mm3=12645mm3
σ-max=-MZWZ-NA=-22250×103N•mm122645mm3-500×103N3500×14.5mm2=191.27MPa
σ+max=MZWZ-NA=171.57MPa
3.2 5截面上及附近各点应力状态分析。
现在来研究非正常工作状态，工字钢梁侧面各点应力状态情况。由前计算得正常工作状态5截面应力如图6所示，非正常工作状态5截面处，垂直于5截面方向应力分布图如图7所示。其中最大应力不会超过屈服应力235MPa。
东截面四点应力分析
叠加两种情况得5支座东截面a、b、d、e点应力状态为：
（1）a点应力分析（见图8）。
滑移线一般沿最大和最小两个方向均有分布，但根据上下滑移点的情况，有时沿最大剪应力方向更明显，而有时又沿最小剪应力(负的剪应力)方向更为清晰。剪应力是否超过了屈服强度，也表现在最大拉或压应力上，也就是可以计算主应力值来看其是否屈服。
σmin=σx+σy2-(σx-σy2)2+τ2x=44.51-191.272)-(44.51+191.272)2+109.052=-234MPa
（2）b点应力分析（见图9）。
σmin=22.25-191.272-(22.25+191.272)2+109.052-237.01MPa
（3）d点应力分析（见图10）。
σmin=-22.25-191.272-(-22.25+191.272)2+109.052=-244.671MPa
（4）e点应力分析（见图11）。
σmin=-44.51-191.272-(-44.51+191.272)2+109.052=-249.35MPa
由上四点a、b、d、e的应力情况分析，为将a、b、c、d、e五点沿切线方向用一条光滑曲线相连，b、c、d三点沿z轴平移了一小段，但因移动距离小，弯矩变化甚微，其结果如图12所示。
图7 非正常状态5支座工字钢腹板应力情况
同理可以画出5西截面f、g、i、h五点沿切线方向的光滑曲线如图13所示。
3.3 计算与实际的误差：
（1）从以上分析计算可知，计算画出来的滑移纹与实际滑移纹形状有一定的差别，也就是工字梁下部分的滑移纹，计算结果是很平坦的，而实际滑移纹却较陡。其原因是：千斤顶作用力范围很小，集中在支点处，也就是 MZ分布在支点正下方值较大，由5截面向东西两方向渐渐减小，按3.5m均匀分布计算会使得应力结果偏小，实际压应力应大于191.27MPa，按大于191.27MPa应力计算，形成的滑移纹应更陡些；工字钢梁上部荷载是线分布在工字钢梁上，在支点处上部接近于均匀分布，即与计算模式一致，所以滑移纹与实际情况相近。
（2）5支座西边截面f点和g点应力略小于屈服极限235MPa，而实际滑道梁却产生了滑移纹，其原因是支座处受下部支承力局部的挤压，实际弯矩要稍稍要大于计算所得截面弯矩，所以实际工字钢是产生了屈服，即产生了滑移纹。
（3）在支座处由于偏心支承力的影响，使滑道梁翼缘在支座南边沿水平轴Z轴往翘，产生一扭矩，也会使得梁产生剪应力，计算出剪应力小于10MPa，故忽略其影响。
（4）工字钢梁北面由于MZ作用，竖向为拉应力，其值为171.57MPa，叠加后最大拉应力：
5截面东段北面a'点拉应力：
σmin=-44.51+171.572-(-44.51-171.572)2+109.052=217.03MPa
5截面西段北面f，点拉应力：
σmax=-44.51+171.572+(-44.51-171.572)2+96.022=208.03MPa
从上知东边拉应力值接近于屈服应力，压应力绝对值会更小，与上
述一样的原因，所以有滑移纹出现；西边拉应力值小于屈服拉应力，往下拉应力会更小些，压应力绝对值比拉应力值还要小，所以实际工字梁上没有滑移纹，即未产生屈服。
4. 预防滑移纹产生和发展的措施
图12 a、b、c、d、e点连线图
首段梁顶推就出现了滑移纹，这给工程施工带来事故隐患，后面还有八段梁需要顶推，所以，分析了发生滑移纹的原因后，施工者们采取了预防滑移纹继续发展的措施，在产生滑移纹支座的两边加焊了两块10mm厚的钢板，增加支座处滑道梁的抗弯强度和刚度，同时对工人进行了安全培训，操作示范，注意了千斤顶的准确安放，后来施工非常顺利，滑移纹没有继续发展，消除了事故隐患。
图13 f、g、h、i、k点连线图
要防止滑道梁产生滑移纹，以防形成屈服，可以采用减小千斤顶间距，缩小千斤顶支承力的方法，但这样会增加支承钢管柱的数量和操作工人的数量，结果是增加施工费用，这显然是不合理的；另一个方法是严格要求工人按要求进行施工操作，施工技术人员对工人进行施工前的培训和安全教育，管理人员及时进行检查和监督，把事故消除在萌芽状态。
参考文献
［1］ 于光瑜 秦惠民，材料力学［M］.北京:高等教育出版社，1998.
［2］ 裘伯永，盛兴旺，乔建东，等.桥梁工程［M］.北京:中国铁道出版社，2002.
［3］ 长沙市营盘东路大桥施工监控周报.长沙:长沙理工大学监控部，2011.
［4］ 朱伯钦，周竞欧，许哲明．结构力学［M］．上海：同济大学出版社，1993.
［5］ 吕方晖 桥梁箱梁顶推施工原理、方法及关键技术 中国新技术新产品 2010-9.
［文章编号］1006-7619（2011）11-02-007
【关键词】滑道梁；滑移纹；应力分析
Road to slip down box girder beam pattern of the Analysis
Zhu Yao-huai
(Hunan High-speed Railway Technology Hengyang Hunan 421001)
【Abstract】Camp Road is to Hengyang Pushing Leiyang River Bridge construction works, for example, set theory to slip slide beam pattern of the reasons for the measures to prevent the slip lines produced.
【Key words】Slide beam;Slip pattern;Stress analysis
大跨度连续箱梁桥，当采用顶推法施工时，通常预先分节段浇制，且预先浇制的每节箱梁长，自重大，这就要求搭建稳固的预制平台，以满足多次重复使用的要求。箱梁预制场平台一般由临时墩、网状钢管支柱、横桥向钢梁、顺桥向滑道梁、滑道上分配梁、底模钢板等组成。在箱梁顶推施工过程中，如果工人未能准确按要求操作，有可能使滑道梁产生过大应力，造成滑道梁局部屈服现象，若屈服发生后，荷载不继续增大，则屈服以滑移纹的形式表现于工字钢的表面，形成事故隐患。现以衡阳市营盘东路耒阳河大桥顶推施工施工为例，从理论上阐述滑道梁产生滑移纹的原因防止滑移纹产生的措施。
图1 工字钢梁滑移纹
1. 滑移纹情况
1.1 工程简介。
衡阳市营盘东路耒阳河大桥设计为48.0m+3×59.0m+48.0m=273m，五跨一联“类双层”预应力混凝土连续箱梁。箱梁横向为双幅桥，单幅为单箱双室等高度截面。采用分段浇筑，逐段顶推，逐段接长，五跨一联箱梁共分成9个阶段预制、顶推，由东岸向西岸交替进行顶推的施工工艺。
单幅箱梁顶推总长度为273m，砼总体积为369m3，总重量约113594KN，每延米平均砼约16.0m3，每延米自重约416KN。首段箱梁长33.5米，重500.4吨。
1.2 箱梁预制场设置。
箱梁预制平台布置设在10#~12#墩之间，浏阳河东岸堤外侧面。在已建筑的11#、12#墩桩基础上搭建预制平台。预制平台设计总长度为33.5m，预制平台纵向范围内设了Z1#、Z2#、Z3#三个滑道支承墩，在预制平台与10#墩之间设置了Z4#墩作为顶推过渡段。
预制平台是支撑预制箱梁模板，来满足箱梁符合设计标高，与底模与外模相对应，纵向共分11排立柱，间距为2.5m（横隔板位置）和3.5m两种；横桥向单幅分为5排立柱，其中箱梁底板范围内设3排，分别与箱梁的三道腹板基本对应；两侧翼板各设一排，立柱均采用直径为300mm，厚度为10mm的钢管，钢管立柱上放2I25a工字钢横梁。预制平台桩采用D=60cm，长螺旋灌注桩基础，单桩单柱。
预制箱梁底模对应在两侧腹板下安装3排6台共计12台YDS100竖直液压自锁千斤顶来支承，升降整个底模体系，其余底模支点放500KN齿轮千斤顶辅助支承受力。底模纵梁分为5组，其中底板范围内3组对应三道腹板布置，每组由I56b工字钢组成，对应两侧滑道部位腹板下的2组靠近滑道支承布置；两侧巽缘外侧模板下各设一组I56b工字钢纵梁。
千斤顶位置与钢管支柱位置对应安放，箱梁顶模板两翼缘模板，均采用钢管支架，槽钢纵梁，组合钢模拼装成型。
图3 5截面内力计算图
图4 正常工作状态东西截面应力情况
图5 千斤顶对工字钢偏心支承及引起应力
图2 第3滑道第5排千斤顶最不利荷载位置
1.3 滑道钢梁产生滑移纹情况。
每段箱梁浇制完成后，养护一段时间，待达到一定的强度后，进行预应力张拉，接着在预制台座上进行顶推施工；由于箱梁截面很大，抗弯刚度EI也非常大，故在各个竖向千斤顶与临时支承墩处所产生的转角接近于零，顶推时，台座上的箱梁在竖直方向，受千斤顶的支承，且各千斤顶处分别有工人同时操作；水平方向，有水平牵引千斤顶的牵引力作用，使得箱梁徐徐向前移动。就在首段箱梁顶推到位后，施工人员发现：箱梁模板下沿东西向布置的滑道工字梁，在二根工字钢联结的焊缝处两边发生了滑移纹，其位置在由东向西纵桥向第5排支承柱与顺桥向第3根滑道交汇处，滑移纹情况如图1所示。这种滑移纹在焊接工字钢梁时并没有出现，而是在顶推后出现的。
根据以上滑移纹现象，可以判断为工字梁在焊缝接头处发生了局部屈服现象，应力等于(或超过)屈服强度，或者说工字钢梁强度不满足。屈服现象的产生给工程施工带来了事故隐患，作为施工人员需及时弄清滑移纹，也就是局部屈服产生的原因，以便采取有效的措施来制止滑移纹的发展，为了寻找屈服的原因，有必要对梁进行各种荷载情况下的强度校核。
图6 5截面各点位置图
2. 箱梁顶推正常荷载作用下的强度校核
2.1 支座反力分析计算。
先分析发生滑移纹处工字梁的截面受力，由前面知道，一幅箱梁由箱梁底三道工字钢梁和两边各一道工字钢梁作为滑道，两边的两根工字梁所承受荷载相当于中间的一根所受荷载，故中间三道工字钢滑道梁每道仅受整个箱梁的1/4荷载左右，正常情况下约为（1/4）×（416KN/m）=104KN/m。
在箱梁徐徐顶推的过程中，由于箱梁两侧翼缘截面相对较小，受力后会发生一定的变。
形，使得中间三道梁受力会有变化，到底为多少呢？可通过计算确定，滑移纹发生在第3滑道梁顺桥向由东向西第五支座处，经用影响线分析知，第5排千斤顶最不利荷载位置，为箱梁尾端刚刚脱离第四排千斤顶时的情况，由于各千斤顶处转角趋近于零，故可将第六个千斤顶处看作固定端支座求5截面内力（见图2）。
图8 a点应力状态分析
图9 b应力状态分析
图10 d应力状态分析
图11 e应力状态分析
2.2 计算正常情况下5支承截面内力。
此时忽略次要因素后得第三道滑移梁第五支座东西二截面受力最不利状态简图如图3所示，此为二次超静定梁，由力法得典型方程：
δ11•X1+δ12•X2+ΔIP=0
δ21•X1+δ22•X2+Δ2P=0
求系数和自由项得：
δ11 = 8 3EI ×3.53 δ12 = 5 6EI ×3.53 δ21 =δ12
δ22 = 3.533EI ΔIP=- 2qEI ×3.54 Δ2P =- 17q24EI ×3.54
将上述数据代入典型方程得
8 3EI ×3.53X1 + 56EI ×3.53X2 - 2qEI ×3.54 =0 （1）
5 6EI ×3.53X1 + 13EI ×3.53X2 - 17q24EI ×3.54 =0 （2）
每个工人都按要求操作，第4支座和第5支座标高一致，箱梁尾滑过第4支座时仍然受力。第5支座按千斤顶满荷载支撑500KN计，求出分布荷载集度q和第4支座反力N4，再求第5支座东截面和第5支座西截面的内力，将X2=500KN 代入得
q=125KN/m X1 =171.875KN
5东截面内力：V1=265.65KN M1=-164.15KN•m
5西截面内力：V2=-234.35KN M2=M1=-164.15KN•m
2.3 校核强度。
查型钢表得I56b工字钢的抗弯截面模量Wx=2450cm3，惯性矩Ix=68500cm4 ，翼缘厚度t=21mm ，腹板宽度 b=168mm，厚度d=14.5mm ，Ix :Sx=47.5mm。
σmax=MxWx=164.15×106N•mm24500×103mm3=67MPaσs=235MPa
5东截面 τ平=Vb(h-2t)=265.64×103N14.5mm•168mm3=109.05MPa［τ］
5西截面 τ平=Vb(h-2t)=234.350×103N14.5mm•168mm=96.02MPa［τ］
正常工作状态东西截面应力情况见图4。从上知：其值远小于屈服强度，工字钢梁不会因此出现滑移纹。
3. 箱梁顶推非正常操作荷载下的强度校核
在箱梁顶推过程中，各个千斤顶都举起较大的重量，同时还得承受箱梁向前拖动时引起的摩擦力，所以箱梁和千斤顶处于动态工作中，要保证千斤顶稳定地支承在预定的支承处还有一定困难，如果工人稍有不慎，很有可能千斤顶对工字钢偏心支承，如图5所示。
3.1 计算5截面应力。
此时，按偏心b/4计算，第5支座千斤顶引起箱梁的附加弯矩，以垂直于横截面的Z轴（如图2）为惯性轴计算，大小为：
MZ=N5×b/4=500KN×（178mm/4）=22250N•m
按千斤顶支座间距作用长度3.5m计算，腹板抗弯截面模量
WZ=（1/6） bh2= （1/6）×3500mm×14.52mm3=12645mm3
σ-max=-MZWZ-NA=-22250×103N•mm122645mm3-500×103N3500×14.5mm2=191.27MPa
σ+max=MZWZ-NA=171.57MPa
3.2 5截面上及附近各点应力状态分析。
现在来研究非正常工作状态，工字钢梁侧面各点应力状态情况。由前计算得正常工作状态5截面应力如图6所示，非正常工作状态5截面处，垂直于5截面方向应力分布图如图7所示。其中最大应力不会超过屈服应力235MPa。
东截面四点应力分析
叠加两种情况得5支座东截面a、b、d、e点应力状态为：
（1）a点应力分析（见图8）。
滑移线一般沿最大和最小两个方向均有分布，但根据上下滑移点的情况，有时沿最大剪应力方向更明显，而有时又沿最小剪应力(负的剪应力)方向更为清晰。剪应力是否超过了屈服强度，也表现在最大拉或压应力上，也就是可以计算主应力值来看其是否屈服。
σmin=σx+σy2-(σx-σy2)2+τ2x=44.51-191.272)-(44.51+191.272)2+109.052=-234MPa
（2）b点应力分析（见图9）。
σmin=22.25-191.272-(22.25+191.272)2+109.052-237.01MPa
（3）d点应力分析（见图10）。
σmin=-22.25-191.272-(-22.25+191.272)2+109.052=-244.671MPa
（4）e点应力分析（见图11）。
σmin=-44.51-191.272-(-44.51+191.272)2+109.052=-249.35MPa
由上四点a、b、d、e的应力情况分析，为将a、b、c、d、e五点沿切线方向用一条光滑曲线相连，b、c、d三点沿z轴平移了一小段，但因移动距离小，弯矩变化甚微，其结果如图12所示。
图7 非正常状态5支座工字钢腹板应力情况
同理可以画出5西截面f、g、i、h五点沿切线方向的光滑曲线如图13所示。
3.3 计算与实际的误差：
（1）从以上分析计算可知，计算画出来的滑移纹与实际滑移纹形状有一定的差别，也就是工字梁下部分的滑移纹，计算结果是很平坦的，而实际滑移纹却较陡。其原因是：千斤顶作用力范围很小，集中在支点处，也就是 MZ分布在支点正下方值较大，由5截面向东西两方向渐渐减小，按3.5m均匀分布计算会使得应力结果偏小，实际压应力应大于191.27MPa，按大于191.27MPa应力计算，形成的滑移纹应更陡些；工字钢梁上部荷载是线分布在工字钢梁上，在支点处上部接近于均匀分布，即与计算模式一致，所以滑移纹与实际情况相近。
（2）5支座西边截面f点和g点应力略小于屈服极限235MPa，而实际滑道梁却产生了滑移纹，其原因是支座处受下部支承力局部的挤压，实际弯矩要稍稍要大于计算所得截面弯矩，所以实际工字钢是产生了屈服，即产生了滑移纹。
（3）在支座处由于偏心支承力的影响，使滑道梁翼缘在支座南边沿水平轴Z轴往翘，产生一扭矩，也会使得梁产生剪应力，计算出剪应力小于10MPa，故忽略其影响。
（4）工字钢梁北面由于MZ作用，竖向为拉应力，其值为171.57MPa，叠加后最大拉应力：
5截面东段北面a'点拉应力：
σmin=-44.51+171.572-(-44.51-171.572)2+109.052=217.03MPa
5截面西段北面f，点拉应力：
σmax=-44.51+171.572+(-44.51-171.572)2+96.022=208.03MPa
从上知东边拉应力值接近于屈服应力，压应力绝对值会更小，与上
述一样的原因，所以有滑移纹出现；西边拉应力值小于屈服拉应力，往下拉应力会更小些，压应力绝对值比拉应力值还要小，所以实际工字梁上没有滑移纹，即未产生屈服。
4. 预防滑移纹产生和发展的措施
图12 a、b、c、d、e点连线图
首段梁顶推就出现了滑移纹，这给工程施工带来事故隐患，后面还有八段梁需要顶推，所以，分析了发生滑移纹的原因后，施工者们采取了预防滑移纹继续发展的措施，在产生滑移纹支座的两边加焊了两块10mm厚的钢板，增加支座处滑道梁的抗弯强度和刚度，同时对工人进行了安全培训，操作示范，注意了千斤顶的准确安放，后来施工非常顺利，滑移纹没有继续发展，消除了事故隐患。
图13 f、g、h、i、k点连线图
要防止滑道梁产生滑移纹，以防形成屈服，可以采用减小千斤顶间距，缩小千斤顶支承力的方法，但这样会增加支承钢管柱的数量和操作工人的数量，结果是增加施工费用，这显然是不合理的；另一个方法是严格要求工人按要求进行施工操作，施工技术人员对工人进行施工前的培训和安全教育，管理人员及时进行检查和监督，把事故消除在萌芽状态。
参考文献
［1］ 于光瑜 秦惠民，材料力学［M］.北京:高等教育出版社，1998.
［2］ 裘伯永，盛兴旺，乔建东，等.桥梁工程［M］.北京:中国铁道出版社，2002.
［3］ 长沙市营盘东路大桥施工监控周报.长沙:长沙理工大学监控部，2011.
［4］ 朱伯钦，周竞欧，许哲明．结构力学［M］．上海：同济大学出版社，1993.
［5］ 吕方晖 桥梁箱梁顶推施工原理、方法及关键技术 中国新技术新产品 2010-9.
［文章编号］1006-7619（2011）11-02-007