合肥市浮白公路過路桁架橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算

陳志龍 王雷

摘 要：針對合肥市浮白公路過路桁架橋的結(jié)構(gòu)安全性驗(yàn)算，建立了空間有限元計(jì)算模型，可有效模擬使用荷載的作用，避免了平面計(jì)算問題中有關(guān)荷載縱橫向分布的復(fù)雜簡化問題，且計(jì)算結(jié)果可靠；計(jì)算結(jié)果表明，渦河二橋主橋在使用荷載作用下強(qiáng)度滿足要求，可供廣大技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：過路桁架；結(jié)構(gòu)安全；有限元；材料參數(shù)；穩(wěn)定性驗(yàn)算

1.工程概述

《廬江縣農(nóng)村飲用水安全工程結(jié)余資金用于重點(diǎn)區(qū)域飲水改造工程》項(xiàng)目涉及七個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分別為金牛鎮(zhèn)、石頭鎮(zhèn)、郭河鎮(zhèn)、泥河鎮(zhèn)、龍橋鎮(zhèn)、樂橋鎮(zhèn)、礬山鎮(zhèn)。包含取水泵站及管道工程，其中管道部分約80km。其中的子項(xiàng)工程為給水管道過浮白公路，設(shè)計(jì)采用鋼桁架形式穿過浮白公路，設(shè)計(jì)采用過路管道2跟，管徑分別為Φ400、Φ250，管材為鋼管，鋼桁架跨度為19米，凈高5.5米。鋼桁架采用兩根鋼筋砼柱子支撐，柱子直徑Φ800。立面圖如圖1所示。

2.計(jì)算模型及結(jié)構(gòu)參數(shù)

本橋上部結(jié)構(gòu)桁架，分析軟件采用國內(nèi)通用的Midas Civil，計(jì)算采用精度較高的單跨空間有限元模型，其中，桿單元數(shù)量為84個(gè)，節(jié)點(diǎn)數(shù)量36個(gè)，如圖2所示。

結(jié)構(gòu)材料參數(shù)如表1所示：

荷載工況如表2所示。

荷載組合情況詳見《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D60-2004）。

其中，活載（管道自重及水流壓力）按集中荷載的形式作用于桁架下弦桿中的橫向桿件，計(jì)算時(shí)偏安全地采用剛性支撐連續(xù)梁的方法確定下弦桿橫向桿單元33-39所承受的集中荷載大小，計(jì)算模型及計(jì)算結(jié)果如下圖3表所示：

支座反力計(jì)算結(jié)果與活載計(jì)算結(jié)果如表3～4所示：

3.計(jì)算結(jié)果分析

3.1 軸力圖

3.2 彎矩圖

從圖中可以看出，相對于軸力，桁架次內(nèi)力（彎矩）較小。

3.3 位移計(jì)算結(jié)果圖表

從圖中可以看出，結(jié)構(gòu)豎向最大位移僅為5.0mm（精確值為4.54mm）

3.4 單元長細(xì)比驗(yàn)算

4.結(jié)束語

本文針對合肥市浮白公路過路桁架橋的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，建立了空間有限元計(jì)算模型，比起平面計(jì)算模型，可有效模擬使用荷載的作用，避免了平面計(jì)算問題中有關(guān)荷載縱橫向分布的復(fù)雜簡化問題，且計(jì)算結(jié)果可靠，可供廣大技術(shù)人員參考。

參考文獻(xiàn)

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