主拱和邊拱提升架的結構形式
主拱中段提升塔(主塔)採用三角形桁架形式,按12.0m標準節進行工廠加工製作,節段之間採用法蘭盤螺栓連線。主提升塔立柱、支承橫樑、吊點等構件採用Q345鋼,其餘均採用Q235C。上下游之間的塔柱設定3道橫撐,當主拱邊段安裝完畢後,再安裝提升塔橫橋向的橫綴條和斜綴條,使2個三角形格構式塔架連線形成整體,以提高塔的抗風穩定性。吊裝主拱中段時為限制提升架向跨中的水平位移,將提升架與主拱邊段進行臨時固結,以抵抗提升塔不平衡彎矩。主塔頂上設定提升桁架,其前支點落在前排樁柱中心、後支點錨在後排樁柱中心,懸臂長6.0m。
主拱中段提升塔屈曲分析
1、特徵值屈曲
對主塔中段提升塔進行特徵值屈曲分析,荷載作用點在支撐橫樑處,屈曲荷載為217698kN,穩定係數為35.7。由於特徵值屈曲計算的是理想彈性結構的理論屈曲強度,而實際結構存在初始缺陷並有非線性的影響,因此特徵值是非保守的結果,通常不能用於實際工程的分析。
2、非線性屈曲
先求出自重作用下主塔的變形與內力,在此基礎上施加初始缺陷,初始缺陷設為特徵值屈曲變形,最高點處位置位移為30mm,在此變形基礎上施加支撐橫樑處荷載F,打開大變形開關並啟動弧長法分析求出荷載位移曲線,得到的屈曲模態形式與特徵值屈曲模態相似。F的屈曲荷載為177242kN。穩定係數為28,是特徵值穩定係數的0.81倍。
若考慮橫橋向風力影響,得到F的屈曲荷載為176335kN;考慮縱橋向風力影響F的屈曲荷載為177156kN。對以上結果進行比較可以看出,考慮風力作用後,提升塔的屈曲荷載有所降低,但是降低不到1%,因此計算該提升塔極限穩定極限荷載的時候,可以不考慮風力的影響。
3、初始缺陷對主拱中段提升塔的影響
將特徵矢量屈曲形狀作為施加初始缺陷的依據,可以看出,這類初始缺陷對極限屈曲荷載有一定影響,但是屈曲荷載減小在5%以內。
