吊耳的數(shù)值模擬

陳星州

(四川路橋華東建設有限責任公司， 四川 成都 610000)

0 引言

隨著市政橋梁在各大城市中建設，臨時吊裝的使用更加頻繁，吊耳作為其中重要承重部位，若安全性以及承載力不足，將會對整個工程造成影響。

1 工程概況

東部某特大橋為跨江的鋼桁架橋，主橋寬近46米，設計為雙向八車道。鋼橋面板吊裝節(jié)段寬約40m長18m，吊耳設計采用Q345的鋼材，板厚主要尺寸為20mm。

2 吊耳的計算

2.1 作用荷載

吊耳所受荷載為節(jié)段以及各類型鋼臨時桿件等結構自重，單個吊耳最大荷載F按式（1）計算。

2.2 吊耳的布置與模擬

吊耳與梁體采用墊板使用高強度螺栓進行鏈接。布置簡圖見圖1。

圖1 吊耳構造與布置

計算采用ABAQUS有限元分析軟件，邊界條件，吊耳與上弦桿的鏈接采用接觸的方式，考慮螺栓鏈接使得接觸面緊密相連因此采用綁定的方式。弦桿對稱吊耳布置對稱因此計算采用1/2模型計算，對稱面使用對稱約束，與腹板鏈接處約束所有的平動位移。具體設置如圖2所示。

圖2 有限元計算模型示意圖

2.3 吊耳的驗算

吊耳板件應力計算結果如圖3所示

1）吊耳強度驗算

吊耳的最大有效應力為221.6MPa，表明強度滿足要求。吊耳在工作過程中變形位移為0.8mm，變形較小，表明剛度較大，滿足要求。

2）吊耳焊縫驗算

吊耳焊接形式采用T形接頭焊縫等級為一級。

圖3 吊耳有效應力計算結果（MPa）

T形接頭中，垂直于軸心拉力或軸心壓力的對接焊縫強度，可按式(2)計算：

在同時受有較大正應力和剪應力處，應按式(3)計算折算應力：

3 吊裝中對構件的影響

根據(jù)不利荷載組合的到結構位移如圖4有效應力見圖5。

圖4 上弦桿位移計算結果（mm）

圖5 上弦桿橫隔板有效應力計算結果（MPa）

根據(jù)《鋼結構設計規(guī)范》GB50017—2003的要求，構件的撓度應由計算結果可知，位移最大出現(xiàn)在上弦桿上翼緣處，其中最大值為小于相關規(guī)范要求。在吊裝時的最大應力為106MPa在彈性范圍內(nèi)且有足夠的安全儲備，因此構件在吊裝過程中是安全可行的。

4 結語

采用本文所述結構現(xiàn)場施工順利，實際測量值與計算值偏差在5%以內(nèi)。扣除計算模擬未考慮的情況比如橫隔板對剛度的影響等可以認為此偏差值是可以接受的。