某客貨共線簡支箱梁的滑道梁安全性分析與評估

徐旖旎

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某客貨共線簡支箱梁的滑道梁安全性分析與評估

徐旖旎

（山東科技大學 礦業與安全學院 山東青島 266590）

為了研究某客貨共線簡支箱梁滑道梁的安全性，特利用Midas/Civil 2015對簡支箱梁移動到滑道梁不同位置時的內力和彎矩值進行了計算和分析，并對滑道梁在最不利工況下的抗彎強度、抗剪強度、整體穩定性和局部穩定性進行驗算，結果表明滑道梁的各項性能設計能夠滿足現場施工的要求，可為同類工程的施工作參考。

滑道梁；抗彎強度；抗剪強度；整體穩定性；局部穩定性

1工程概況

預制混凝土結構是實現建筑工業化的一種重要方式，采用預制混凝土結構，可以有效的節約資源和能源，提高材料利用率，降低對施工場地的要求，減少建筑垃圾和對環境的不良影響[1-2]。江蘇省某車站附近高架橋就是采用這種施工方式，將直線簡支箱梁在工廠進行預制，然后通過運梁車將預制梁運到現場進行拼裝，這不僅大大的提高了橋梁的建設速度，也提高了橋梁施工的標準化。并由設計圖紙可知該高架橋并行設置了3條路線，為節約施工成本，只布置了一臺架橋機，而且將其布置在右側正線上，其他兩條路線上的簡支箱梁是通過滑道梁運送至其設計位置。為保證簡支箱梁在運輸過程的安全性，特對滑道梁各項抗力性能進行了驗算。

2施工設計方案及有限元建模分析

2.1 施工設計方案

圖1 簡支箱梁移動方向圖

圖2 滑道梁正面圖

圖3 滑道梁側面圖

2.2 有限元分析

由圖1可知，簡支箱梁是通過滑道梁從正線運到左側的3號線和5號線，并且可以看出滑道梁下方3個混凝土支墩之間的距離是相同的，即兩跨之間的受力也是相同的，為了簡化計算只取右側一半滑道梁進行研究計算。為進一步研究當簡支箱梁移至右側滑道梁不同位置時滑道梁內部應力，分3種情況進行分析，分別為：①簡支箱梁位于右側支墩正上方；②簡支箱梁移至跨中；③簡支箱梁下移梁小車剛到左側支墩右側邊沿。由設計圖紙還可知簡支箱梁總重為600t，通過4個移梁小車作用在滑道梁上，故作用在滑道梁上的單個集中力為1500KN。針對這3種工況經Midas/Civil [3]進行建模分析分別如圖4、圖5、圖6所示，計算結果如表1所示。

圖4 簡支箱梁位于滑道梁右側

圖5 簡支箱梁位于滑道梁跨中

圖6 簡支箱梁位于滑道梁左側

表1 簡支箱梁位于滑道梁不同位置時內力值

3滑道梁強度及穩定性驗算

截面中和軸距受壓底板邊緣邊距:

對截面中和軸的毛截面慣性矩：

截面中和軸以上部分面積對中和軸的面積矩：

由計算結果可知，當移輛小車位于跨中時，此時彎矩值最大。且為 則有：

根據《公路橋規》[4]規定，鋼材和連接容許應力應乘以提高系數K=1.25。

3.2滑道梁截面剪應力驗算

同理由計算結果可知，也是當移梁小車位于跨中時，剪應力最大。且，腹板寬度，則

3.3滑道梁整體穩定性驗算

計算主梁截面繞y軸的慣性矩和回轉半徑如下：

主梁受壓底板兩相鄰節點的距離，等于兩相鄰豎肋之間的間距，而主梁截面高度h=1250mm，則換算長細比為

查附表[5]得，則：

主梁受壓頂板寬度b=1600mm，側向固定點間距即為兩相鄰豎肋之間的間距。鋼梁材料為，則

由以上計算結果可知，滑道梁的整體性滿足要求。

3.4局部穩定性驗算

根據彈性穩定理論，并考慮上下面鋼板對腹板的嵌固作用和鋼板初始缺陷的影響，經理論推導可知當時，梁才會發生剪切失穩；當時，梁才會發生彎曲失穩。因此，《公路橋規》規定：當和時，可不設置加勁肋。經計算，實際因，所以該滑道梁不會發生剪切破壞和彎曲失穩，故可不設置加勁肋。又51.08與60比較接近，安全富余度較低，因此設計時設置了加勁肋。《公路橋規》規定加勁肋界面尺寸應符合以下要求，當且僅當設置豎向加勁肋加強腹板時，其每側加勁肋的外伸寬度；厚度。經計算。而實際設計值為1576mm80.87mm。故滿足要求。

4 結論

通過利用Midas/Civil 2015計算和分析簡支箱梁移動到滑道梁不同位置時滑道梁的內力和彎矩值，和對滑道梁在最不利工況下的其抗彎強度、抗剪強度、整體穩定性和局部穩定性逐一檢算，最終結果表明滑道梁的設計符合各種規范要求，能夠安全使用，并且也可為同類工程作參考。

[1]孫文彬,王默,王錦力,劉暉. 裝配預制梁抗剪性能影響因素分析[J]. 世界科技研究與發展,2016,02:347-351.

[2]王慶賀. 預制裝配式鋼—混凝土組合梁抗彎性能研究[D].哈爾濱工業大學,2012.

[3]葛俊穎.橋梁工程軟件Midas/Civil使用指南[M].北京：人民交通出版社,2013

[4]中華人民共和國交通部部標準.《公路橋涵鋼結構及木結構設計規范》（JTJ025-86）[S].北京：人民交通出版社，1986

[5]葉見曙,李國平.結構設計原理[M].北京：人民交通出版社,2012

TU448

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1007-6344（2017）03-0271-01