某變截面連續梁橋托架結構驗算

王君紅

摘 要：通過有限元軟件對某變截面連續梁橋0#托架進行驗算分析，介紹了整個計算分析過程，進一步展示出應用Midas-Civil軟件解決橋梁結構計算的便捷性和準確性，為軟件的進一步發展推廣奠定基礎。

關鍵詞：連續梁橋;托架;結構驗算

1 概述

某鐵路（48+80+48）m連續梁梁體采用單箱單室變高度腹板變箱形截面結構，主墩墩頂4米范圍內梁體等高，0#塊梁高6.432米，長度為8米;邊跨處梁高3.832米，現澆段長度為8.23米。該橋0#塊縱橋向總長8m，在墩頂范圍內縱向長4.6m，墩身兩側各懸臂1.7m。0#塊懸臂段底板厚度由1m變為0.67m，腹板厚度均為1m，頂板厚度由0.78m變為0.43m，翼緣板寬度為2.9m。依據現場實際情況，本橋0#塊擬采用墩頂托架現澆的施工方法。根據現有資料，托架主桁架采用32a工字鋼作為主梁，32a工字鋼作為斜撐。托架頂采用兩層分配梁進行荷載分配，下層為雙36槽鋼，上層為12槽鋼桁架。

2 計算荷載取值及材料參數

①鋼模板自重：q1=2.0kN/m2;鋼筋混凝土容重：γc=26.0kN/m3;施工人員、材料及施工機具荷載：q3=1.5kN/m2;振搗混凝土時產生的振動荷載：q4=2.0kN/m2;澆注混凝土時產生的沖擊荷載：q5=2.0kN/m2;鋼材自重：78.5kN/m3。

②本次計算所用型鋼全部為Q235鋼材，其強度設計值如下：抗拉、抗壓和抗彎：取f =205MPa;抗剪：取fv =120MPa;彈性模量：取E=2.06×105MPa。

3 0#塊托架驗算

3.1模板桁架驗算

該模板桁架所用材料均為12號槽鋼，桁架間距有0.5m、0.7m和1.15m三種。根據每榀桁架處混凝土的高度及桁架布設間距可確定桁架上的荷載，桁架橫向對稱分布，以下僅計算其中一半的桁架。根據荷載分析，采用通用有限元軟件Midas civil對托架整體建模，施加荷載。根據有限元仿真計算，各模板桁架正應力和剪應力計算結果如下圖所示，所有桿件的彎曲正應力均指正負應力中絕對值最大值。

由以上結算結果可知，各桁架桿件中最大正應力，最大a剪應力，故桁架強度滿足要求。

3.2 分配梁（36a雙槽鋼）驗算

根據有限元仿真計算，各36a雙槽鋼分配梁正應力、剪應力和變形計算結果可知，各分配梁中最大正應力，最大剪應力，故36a雙槽鋼分配梁強度滿足要求。

橫梁中間跨最大位移為0.03mm<2220/400=5.55mm，故36a雙槽鋼分配梁剛度滿足要求。

3.3 主梁（32a工字鋼）驗算

根據有限元仿真計算，各32a工字鋼主梁正應力、剪應力計算結果可知，各主梁中最大正應力，最大剪應力，故32a工字鋼主梁強度滿足要求。

3.4 斜撐（28a工字鋼）驗算

（1）強度驗算：根據有限元仿真計算，各32a斜撐正應力、剪應力計算結果可知，各主梁中最大彎曲應力（拉），（壓），最大軸向應力（壓）。所以，最大正應力，最大剪應力，故32a斜撐強度滿足要求。

（2）斜撐穩定性驗算：根據有限元仿真計算，各32a斜撐內力計算結果可知斜撐軸力為N=220.7kN，繞強軸的彎矩Mx=8.6kN·m。

整體穩定性驗算過程如下：

①軸心受壓整體穩定性系數

I32a工字鋼對x軸屬于a類截面，對y軸屬于b類截面，依據《鋼結構設計規范》，查表得，。

②歐拉臨界力：

③等效彎矩系數：

④均勻彎曲的受彎構件整體穩定性系數：

⑤整體穩定性：

平面內：

（滿足要求）

平面外：

（滿足要求）

綜上所述，32a工字鋼斜撐穩定性滿足要求。

4 結語

通過以上計算分析，本托架結構合理，各構件強度、剛度及穩定性均能滿足要求，現場可進行托架和0#塊施工。通過對計算結果進行分析，進一步驗證了有限元軟件在橋梁施工過程中進行驗算的優越性，建模速度快、結果準確可靠、可視化顯示，這對施工人員進行優化調整、分析計算提供了有利的幫助，同時也保證了結構的安全性、可靠性和經濟性要求。

參考文獻

[1]馬華兵.Midas-Civil在某大橋0#塊托架結構驗算中的應用[J].交通世界，2018.26

[2]王小紅.懸臂現澆連續梁橋0#塊托架設計與驗算[J].低溫建筑技術，2018.04

[3]潘俊奎.某連續剛構橋懸臂澆筑施工0號塊托架系統結構分析[J].2014.12

[4]楊高.三峽庫區連續剛構橋0號塊托架設計及驗算[J].施工技術，2017.6