5-2钢桥子项目2：简支钢箱拱梁组合桥支架分析 - 图文

钢桥安装现场平面布置图上海方向临时征地京福北京方向1800匝京道济兖公路福临时征地180014#京福13#匝道济兖公路匝道12#

图 3-1 支架立面布置方案示意图

拱肋支架注: 1.图中尺寸以cm计. 2.18米范围为场地硬化区.ab箱梁支架图 3-2 路基支架基础横桥向布置示意图

图3-3 条形整体基础横桥向布置示意图

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图3-4 绿化带支架基础横桥向布置示意图

满铺δ10钢板图3-5 跨京福匝道门架系统布置示意图

施工支架全景

2.2主要计算内容

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主要计算内容如下：

1、检算施工支架的刚度(变形)情况。 2、施工支架的应力情况。 3、施工支架的稳定情况。

3支架有限元模型及荷载

3.1作用在支架上的荷载研究

3.1.1荷载种类

1).垂直荷载：吊装的钢箱梁自重、支架自重、施工人员和施工料具等行走运输或堆放的荷载等。

2).水平荷载：风荷载、地震荷载以及其它可能产生的荷载，如雪荷载、冬季保温设施荷载等。

3.1.2荷载计算的一般规定

1).永久荷载:在使用期间数值无明显变化的支架杆件自重和箱梁自重。箱梁自重和支架的重量通过程序自动计算，由于模型中对拼接板等未予以考虑，所以在通过修正系数修正模型的自重，使模型自重和实际相符合。

2).可变荷载：在临时支架使用期间数值有显著变化的荷载，如施工荷载、风荷载等。 （1）风荷载：风是空气相对于地球表面的流动，主要是由太阳辐射热对地球表面大气的不均匀加温所引起的。当风受到结构物阻碍时，它的部分动能将转化为作用在结构物上的外力功，这种外力就是所谓的风荷载。风荷载对桥梁结构的作用时一种十分复杂的现象。分段施工桥梁结构风载作用计算中一般假定桥梁结构在稳定风作用下保持静止不动，或者其振动不影响空气力的作用，因此，相应的风荷载为静力风荷载或阵风荷载。

(2)地震荷载:地震荷载是一种偶然荷载，正在建设中的结构抗震能力差，一旦发生地震，易产生破坏，这时支架结构必须重新搭设。故本研究不考虑。

钢材容重78.5kN/m2，由程序自动计算主桥结构和支架系统的自重。在全桥模型完成后，按照实际桥梁结构的重量（包括拼接板，高强度螺栓等），对钢材的容重进行修正，使钢桥的重量达到实际的重量。施工荷载的取值考虑了施工人员、施工材料的运输，

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堆放荷载，保温设施荷载，施工工具等，沿桥长按3吨/m取值，将全桥施工荷载转换为均布荷载后施加于桥面。横向力主要是风力，钢桥为南北走向，横向风力较小，按500 N/m2作用于钢箱梁侧面。

3.2有限元模型的建立

根据施工单位提供的图纸，为了详细分析支架在架设过程中支架系统的受力性能，采用大型有限元程序ANSYS建立包括所有支架及梁、拱、地基在内的整体仿真分析模型。

本工程钢箱系杆拱桥的架设过程，由于没有对地基进行预压，地基处理不是很彻底，地基的弹性变形和非弹性变形较大，变形对钢箱系杆拱桥架设过程的线性影响很重要，因此仿真模型考虑了地基的弹性变形的影响，是结构受力更加接近真实情况，实际支架的8个支墩只有6个和钢箱梁连接，有两个没有使用，在仿真模型中也予以考虑。

由于本桥二跨地理位置毗邻，荷载类型基本相同，而且其支架结构形式完全一样（仅基础有差异），这不影响对支架的计算分析，所以其受力基本一致，因此选取跨济兖公路的一跨进行全桥建模，支架支墩及连接系采用管单元，钢箱梁及拱肋均采用壳单元真实模拟桥梁结构，钢管及联连接系槽钢均采用管单元pipe16模拟，基础和地基采用三维实体单元solid45模拟。钢箱梁用shell63单元模拟，用实常数输入法输入个实际截面板厚，将纵向板肋、纵向U肋、横隔板，腹板，腹板加劲肋等全部按照实际情况来考虑，精确模拟钢箱梁的几何构造，有限元模型的几何模型如下图所示。

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