摘要：大跨鋼結(jié)構(gòu)中最為關(guān)鍵的問題就是鋼結(jié)構(gòu)的合攏與卸載,本文在分析大跨鋼結(jié)構(gòu)合攏與卸載中的問題基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探討了大跨度結(jié)構(gòu)合攏與卸載研究方法，對(duì)于今后設(shè)計(jì)工作具有一定作用。
　　關(guān)鍵詞：大跨鋼結(jié)構(gòu)，寫在問題，數(shù)值模擬方法
　　1引言
　　大跨鋼結(jié)構(gòu)中最為關(guān)鍵的問題就是鋼結(jié)構(gòu)的合攏與卸載，而大跨鋼結(jié)構(gòu)工程工程本身的特點(diǎn)就是工程規(guī)模大，難度高，主結(jié)構(gòu)按照不同的分區(qū)進(jìn)行安裝，時(shí)間跨度長(zhǎng)，每個(gè)分區(qū)的初始安裝溫度與最后主結(jié)構(gòu)合攏時(shí)的溫度存在較大差異，同時(shí)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(duì)主結(jié)構(gòu)的安裝和合攏有很大影響。為此，必須依據(jù)設(shè)計(jì)確認(rèn)的合攏口位置，考慮各種因素引起的溫度變化，計(jì)算合攏口的桿件溫度變形值和應(yīng)力，以確定合攏口的預(yù)留間隙和合攏口的搭接工藝[1]。本文就大跨鋼結(jié)構(gòu)合攏與卸載相關(guān)問題進(jìn)行研究。
　　2大跨鋼結(jié)構(gòu)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(jìn)程在不同時(shí)何里進(jìn)行，合攏段的安裝質(zhì)量不僅影響結(jié)構(gòu)安裝過程中的安全，而且影響最終的合攏和結(jié)構(gòu)的總體施工質(zhì)量及結(jié)構(gòu)使用過程中的安全，因此，必須對(duì)合攏口進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，確保合攏段與相關(guān)構(gòu)件的安裝及結(jié)構(gòu)的順利合攏。為控制合攏時(shí)合攏口的間隙大小，減少合攏口的焊接量和焊接殘余應(yīng)力，確保合攏的焊接質(zhì)量，在進(jìn)行合攏段的安裝時(shí)，要盡量控制合攏段安裝時(shí)合攏口的間隙大小，該間隙大小要考慮溫度變形計(jì)算結(jié)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(jù)該接口部位的受力計(jì)算確定。此受力計(jì)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(jié)構(gòu)合攏中遇到最多的是焊接問題，在焊接過程中，焊接熱源對(duì)工件進(jìn)行局部加熱，產(chǎn)生了不均勻的溫度場(chǎng)。同時(shí)，金屬材料在焊接過程中隨著溫度的變化還會(huì)發(fā)生相應(yīng)的形變，不同的金屬組織具有不同的性能，也會(huì)引起體積的變化，對(duì)焊接應(yīng)力變形產(chǎn)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(shí)間內(nèi)將合攏口焊接完畢，難度較大。為此，實(shí)際合攏時(shí)，先將合攏口的所有卡馬焊接固定，然后再進(jìn)行合攏口焊縫的焊接。卡馬的連接焊縫高度根據(jù)受力計(jì)算結(jié)果確定�？�馬焊接完畢后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行合攏口對(duì)接焊縫的焊接，并確保焊接過程中鋼結(jié)構(gòu)的本體溫度盡可能處于設(shè)計(jì)要求的合攏溫度范圍內(nèi)。
　　3大跨度結(jié)構(gòu)合攏與卸載研究方法
　　目前大跨度結(jié)構(gòu)的合攏研究在橋梁結(jié)構(gòu)中用的比較多，徽杭高速公路嶺腳大橋全長(zhǎng)470．8m，縱向采用分離雙幅形式。主橋?yàn)殡p幅4跨預(yù)應(yīng)力混凝土變高度直腹板連續(xù)剛構(gòu)體系箱梁，其結(jié)構(gòu)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(diào)整左右腹板高度來實(shí)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(jìn)行各T逐段的對(duì)稱懸臂澆筑，邊跨5.0m在支架上澆筑，按設(shè)計(jì)先邊跨后中跨的順序進(jìn)行合攏。由于過渡墩3#群墩施工嚴(yán)重滯后，給按先邊跨后中跨的設(shè)計(jì)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(duì)于不同合攏順序的研究，必順借助計(jì)算分析手段作為研究依據(jù)。先中跨后邊跨的合攏方法是將兩攏段口進(jìn)行固結(jié)約束，然后計(jì)算合攏應(yīng)力。
　　邊跨先合攏后，主梁邊跨形成一次超靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)再進(jìn)行跨合攏時(shí)，過渡也參與了計(jì)算�；�于箱梁兩端主墩墩項(xiàng)未發(fā)生移位，則臨時(shí)鋼接桿所受的軸向應(yīng)力與先中跨合攏時(shí)的中跨鋼接桿所受的軸向應(yīng)力相等，即Nl。臨時(shí)鋼接桿和焊縫的抗剪驗(yàn)算與先中跨合攏時(shí)中跨臨時(shí)鋼接桿相同。但由于主墩為柔性墩，當(dāng)箱梁因溫度差發(fā)生變形時(shí)，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(dòng)，其摩擦阻力與鋼接桿所受的軸向應(yīng)力相等，則此時(shí)相關(guān)計(jì)算過程與邊跨合攏邊跨合攏后兩跨中跨同時(shí)合攏，5撐墩由于前后所受上相等不會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，則兩跨主梁的變形均轉(zhuǎn)移至4樣、鐘則兩墩的相對(duì)位移與先兩中跨同時(shí)合攏時(shí)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(yīng)力相等，但中跨合攏的溫差軸向應(yīng)力與合攏順序有一定的關(guān)系。合攏順序不同，結(jié)構(gòu)受力圖式不同，結(jié)構(gòu)內(nèi)力也不相同，所以合攏順序的調(diào)整必須征得設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位的同意，并有可靠的理論計(jì)算依據(jù)及過程，否則可能會(huì)造成更大的位移偏差。
　　邊跨合攏法需要在張拉完預(yù)應(yīng)力束并封錨后，才能進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的施工，這種方法適合于橋高相對(duì)較矮時(shí)使用。還有頂推合攏法，在各個(gè)梁段形成后，然后再將各個(gè)就位梁段頂端聯(lián)接，形成簡(jiǎn)支懸臂或連續(xù)懸臂，最后再合攏邊跨�？v向強(qiáng)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(yù)應(yīng)力的效果，施加預(yù)應(yīng)力后，左右邊跨的位移都有不同的改變，應(yīng)力值也有不同的改變，結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)也得到了較好的改善。
　　豎向強(qiáng)迫位移合攏法，在合攏前對(duì)合攏段頂端采用配重，使中跨懸臂梁端部產(chǎn)生豎向強(qiáng)迫位移及轉(zhuǎn)角。待合攏拆除配重后，結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)將得到改善。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用，工程計(jì)算與分析理論更多應(yīng)用了計(jì)算機(jī)，例如大跨鋼結(jié)構(gòu)施工過程的數(shù)值跟蹤和圖形模擬的研究，大跨預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)是一種典型的以預(yù)應(yīng)力和幾何非線性為主要特征的結(jié)構(gòu)，其計(jì)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(duì)卸載工況進(jìn)行分析，要考慮每一步卸載的卸載量，同時(shí)要考慮每一步卸載量對(duì)結(jié)構(gòu)狀況的影響。
　　4結(jié)語
　　由于大跨鋼結(jié)構(gòu)跨度大，造型工藝復(fù)雜，施工難度大，因而大跨鋼結(jié)構(gòu)合攏與卸載的研究非常復(fù)雜，因此還有許多的工作可做，本文主要分析了大跨鋼結(jié)構(gòu)合攏與卸載相關(guān)問題，并分析了其相關(guān)方法，對(duì)于今后設(shè)計(jì)起到一定作用。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]張同波,付長(zhǎng)春,王輝.青島體育中心游泳跳水館鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J]. 施工技術(shù),2009,38(3)

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