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摘要:贝雷梁作为一种组装性的桁架结构,已被广泛的运用于桥梁建设当中。在某些大跨度桥梁工程施工过程中,由于施工地段地质原因等条件限制,需要采用单跨型式搭设贝雷梁,普通的单层贝雷梁往往达不到承载能力要求,需要对贝雷梁采取相应的加强措施,如采用双层贝雷梁,弦杆加强型贝雷梁等。在公路、市政桥梁建设中,桥梁施工支架系统采用钢管立柱门洞、贝雷梁架门洞及型钢门洞等形式作为跨越通行道路或河道的方法使用中,对贝雷梁使用工艺已逐渐成熟[1]。本文基于总港路工程为背景,通过采用四组不同的贝雷梁型式,通过有限元方法模拟各种型式的承载能力情况,从而选择出最合理的施工措施,为以后类似的工程提供借鉴。
关键词:有限元分析;加强型贝雷梁;多层贝雷梁
1 工程概况
朝宗门桥位于总港路与凤凰北路、环湖北路交叉口之间,起点桩号为K1+201.07,终点桩号K1+272.93,全长1.86m,宽度15m,采用17m+27m+17m三跨,桥梁上部结构采用预应力混凝土现浇箱梁,桥墩采用柱式墩,桥台采用桩柱式桥台,基础采用直径1.3~1.2m钻孔灌注桩。
施工中桥梁中跨27m贝雷梁搭设拟采用一跨模式,采用此方式对贝雷梁桁架承载力要求较高,需要采用加强型或多层贝雷梁模式,在经济上和承载力上都要达到最佳。
2 加强型贝雷梁
贝雷梁主梁由桁架与销子连接而成,布置在桥梁两侧,为增加桥梁的跨度和承载能力,构成主梁的桁架可以数排并列或双层叠置,主梁断面组合形式有10种,如单排单层、双排单层;另外,为增加主梁桁架的强度,在桁架上弦和下弦另可增加一弦杆,称加强弦杆,如加强单排单层、加强双排单层等[2]。
本文基于midas有限元软件,通过采用单排双层不加强、单排双层加强、单排单层加强、双排单层加强四种方式(如图3)来模拟贝雷梁的承载能力,并与理论计算结果进行比较,验证有限元模拟的可靠性及对该工程选择最佳的贝雷梁搭设方案。
根据《装配式钢桥多用途使用手册》,本次采用的四种方案计算模型,其截面系数分别为:
方案一:单排双层不加强,14817.9/2=7408.95
方案二:单排双层加强,30641.7/2=15320.85
方案三:单排单层加强,7699
方案四:双排单层加强,15398.3
根据《装配式钢桥多用途使用手册》提供的参数,四种方案截面系数近似比值为:方案一:方案二:方案三:方案四=1:2:1:2
则计算出来的弦杆应力比值近似比为:方案一:方案二:方案三:方案四=2:1:2:1
4 计算结果
4.1 弦杆
有限元计算结果显示,四种贝雷梁方案对钢管柱承载力几乎没有影响,其应力均在80MPa左右。
5 结论
1、采用有限元软件计算的结果与理论计算结果保持一致,有限元计算结果能反应实际承载能力情况。
2、采用单排双层不加强其计算结果与单排双层加强计算结果基本相同,这两种方案效果类似。
3、弦杆部分,采用双排单层加强结果与单排双层计算结果基本相同,这两种方案教其他两种方案对贝雷梁抗弯能力提高近一倍。
4、腹杆部分,采用单排贝雷梁其腹杆承受轴向力较双排承载力降低一倍。
5、四种方案对下部结构(双拼45a,钢管桩)应力结果影响不大。
综上所述,采用方案四(双排单层加强)是最佳方案,保证弦杆弯曲应力以及腹杆应力均在容许范围内。
参考文献:
[1]周力毅,黄赣萍,周鑫.采用加强型贝雷梁基础的桥梁支架施工工艺[J].公路工程,2012,37(5):152-155.
[2]《装配式钢桥多用途使用手册》
论文作者:张冰洁,李程
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/10
标签:单排论文; 方案论文; 单层论文; 桁架论文; 桥梁论文; 应力论文; 承载力论文; 《基层建设》2017年第23期论文;