鋼便橋結構檢算

2022-06-20 14:39:04 字數 1686 閱讀 5861

東溪棧橋貝雷梁結構檢算

檢算人:張智

1設計資料

1.1結構形式

鋼便橋採用貝雷梁成橋,便橋計算長度為57m,淨寬 4.5m,跨徑為18m+21m+18m,下部結構鉸接支撐便橋。便橋承載形式為下承式,採用雙排單層上下加強型貝雷桁架作為主要承載構件。

1.2結構材料及尺寸

(1)貝雷梁:321鋼桁架標準構件,弦杆和腹杆為16mn鋼,支撐架為a3鋼。

(2)橫向分配梁:工字鋼i32a,尺寸320*130*9.5*15(mm)。

(3)縱向分配梁:工字鋼i14,尺寸140*80*5.5/9.1(mm)。

(4)橋面板:10mm鋼板。

1.3荷載布置

(1)自重:3.6+2.03+3.63+5.96=15.22 kn/m

(2)車輛荷載:45t混凝土車,軸距 1.4m+4m;半掛車70t,軸距3m+1.4m+7m+1.4m

(3)人群及施工荷載:24kn/m

考慮棧橋實際情況,同方向車輛間距不小於24公尺,即一跨內同方向最多隻布置一輛重車。

2建模採用邁達斯6.71版進行受力結構模型的建立和荷載的組合布置,本次檢算只選取45t混凝土車作為車輛荷載。

2.1建立結構模型

(1)鋼便梁的支承形式為三維鉸接加z軸彎矩方向固結。

(2)貝雷片各桿件連線為剛接,與實際構件一致。

1(3)貝雷片與貝雷片之間用銷子銷接,模型中採用釋放樑端約束,為釋放成梁方向旋**由度的鉸接形式。

(4)加強弦杆與貝雷片採用兩點剛接。

(5)橫向分配梁,在成橋方向上以間距為1.5m布置,與貝雷梁剛接。

(6)縱向分配梁,以0.4m間距橫向布置,與橫向分配梁彈性連線,彈性係數為100kn/mm,與實際情況有出入,為建模需要做了簡化。

(7)橫向分配梁建立橫向分布聯絡,模擬實際情況下橫向對車輪荷載的應力擴散。

2.2荷載布置

在便橋上定義車道1,載入車輛荷載,車輛荷載自定義的45t混凝土車,後輪軸距1.4m,軸載各為180kn,前輪與後輪最小軸距為4m,軸載為90kn。定義車道2,載入人群荷載,荷載集度為24kn/m。

自重按設計資料布載。按最不利荷載情況布置兩車道。

將人群荷載、車輛荷載兩移動荷載和自重進行荷載組合,選取自重係數1.0,移動荷載係數1.0。

3結果分析

用邁達斯對結構進行有限元分析。對各構件分別檢視分析結果,得到位移、軸力和剪力的最大值,如下表。結構模型圖和最不利組合下的結構位移、內力、應力圖示見下圖。

(1)剛度驗算

貝雷梁最大位移為37.1mm<l/400=2100/400=52.5mm

(2)強度驗算

弦杆:σ=138 mpa<[σ]=200 mpa,τ=200.4 mpa>[τ]=120mpa

腹杆:σ=289.6mpa>[σ]=200 mpa,τ=23.3mpa<[τ]=120mpa

支撐架:σ=209.1mpa>[σ]=158 mpa,τ=34.5mpa<[τ]=240mpa

經分析,該鋼便橋設計在強度上不滿足要求,同時鋼便橋的荷載設計,沒有考慮風荷載對最不利位置產生的彎矩,最大應力桿件均為連線支座的貝雷片,所以應該在連線各支座端的貝雷片上加強腹杆和支撐架,下弦杆再加一片加強弦杆。

圖1 結構模型效果圖

圖2 鉸接支座

圖3 貝雷片銷接

圖4 彈性連線和剛接

圖5 結構位移(撓度)

圖6 軸向應力圖

圖7 剪應力圖

便橋設計簡算

二 荷載分析 根據橋機橫移受力分析,鋼軌主要承受橋機的集中荷載p,工字鋼受來自鋼軌的均布荷載q,承受荷載主要由橋梁自重荷載p,及其他荷載q兩部分組成,其中架橋機自重荷載為主要荷載。如圖1所示 圖1為簡便計算方法,橋梁自重荷載按均布荷載考慮,車輛荷載按集中荷載考慮。以單片工字鋼受力情況分析確定q p值...

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