高速铁路简支钢拱桥转体施工受力分析
王震1, *,王天宇1，高传松1，张帅2，王景全1, 3
（1. 东南大学土木工程学院，南京 211189；2. 中国铁路设计集团有限公司，天津 300308；3. 江苏大学土木工程与力学学院，江苏镇江 212013）
摘 要：针对石家庄铁路跨北三环130 m简支钢拱桥转体施工方案选型问题，为确保大吨位桥梁转体过程中的结构安全与稳定，本文对比分析单铰与三铰两种转体系统的受力性能与适用性。首先利用Midas/Civil软件建立全桥模型进行整体受力分析，并基于ABAQUS软件建立精细化有限元实体模型，模拟单铰与三铰系统在竖向荷载及转动角速度耦合作用下的应力分布及接触状态。研究结果表明：单铰转体系统在支撑横梁与上球铰搭接处存在显著的应力集中现象，最大Von Mises应力高达561 MPa，且上下支撑转铰混凝土主拉、主压应力均超出C50混凝土设计值，无法满足材料强度要求；相比之下，三铰转体系统通过“两主一辅”的静定支撑结构及在纵梁两侧增设钢隔板，有效改善传力路径，消除应力集中，支撑横梁最大应力降至100.7MPa，混凝土最大主拉应力仅为2.175MPa，所有核心构件应力值均处于材料弹性工作范围内且富余较大。结论认为，对于跨度超百米、吨位大的简支钢拱桥，三铰转体系统在承载能力、抗倾覆稳定性及安全储备方面均优于单铰系统，是此类复杂桥梁转体施工的推荐方案。
关键词：铁路桥梁；简支钢拱桥；转体施工法；有限元分析；高速铁路
中图分类号：U238;U445.465 文献标识码：A DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.202512140001