合肥市浮白公路過路桁架橋結構安全驗算

陳志龍 王雷

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

關鍵詞：過路桁架；結構安全；有限元；材料參數；穩定性驗算

1.工程概述

《廬江縣農村飲用水安全工程結余資金用于重點區域飲水改造工程》項目涉及七個鄉鎮，分別為金牛鎮、石頭鎮、郭河鎮、泥河鎮、龍橋鎮、樂橋鎮、礬山鎮。包含取水泵站及管道工程，其中管道部分約80km。其中的子項工程為給水管道過浮白公路，設計采用鋼桁架形式穿過浮白公路，設計采用過路管道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.計算模型及結構參數

本橋上部結構桁架，分析軟件采用國內通用的Midas Civil，計算采用精度較高的單跨空間有限元模型，其中，桿單元數量為84個，節點數量36個，如圖2所示。

結構材料參數如表1所示：

荷載工況如表2所示。

荷載組合情況詳見《公路橋涵設計規范》（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，計算時偏安全地采用剛性支撐連續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，計算模型及計算結果如下圖3表所示：

支座反力計算結果與活載計算結果如表3～4所示：

3.計算結果分析

3.1 軸力圖

3.2 彎矩圖

從圖中可以看出，相對于軸力，桁架次內力（彎矩）較小。

3.3 位移計算結果圖表

從圖中可以看出，結構豎向最大位移僅為5.0mm（精確值為4.54mm）

3.4 單元長細比驗算

4.結束語

本文針對合肥市浮白公路過路桁架橋的結構驗算，建立了空間有限元計算模型，比起平面計算模型，可有效模擬使用荷載的作用，避免了平面計算問題中有關荷載縱橫向分布的復雜簡化問題，且計算結果可靠，可供廣大技術人員參考。

參考文獻

[1] 葉見曙.結構設計原理[M]..北京：人民交通出版社，2015.06

[2] 邵旭東.橋梁工程[M]..北京：人民交通出版社，2004.01

[3] 邵旭東.橋梁設計與計算[M]..北京：人民交通出版社，2007.02