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浅析工程临时钢便桥设计及计算分析要点
作者:谭锦华
来源:《建筑与装饰》2020年第10期
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摘 要 在市政工程建设过程中,特别是道路桥梁工程建设过程中,经常遇到现有交通临时改行的情况,在遇到跨越河流的位置需要搭设临时通行钢便桥。本文以一个工程实例,浅析工程临时钢便桥设计及分析计算要点,本文可以为类似工程临时钢便桥的设计和实施提供有益的借鉴,特别是在midas软件计算分析方面提供一定的参考。 关键词 道路;桥梁;钢便桥;设计;分析;midas 1 工程概况
某交通工程改扩建工程,为城市主干路,红线宽度30~45m,主要施工内容包括道路工程、桥涵工程、排水工程。
由于道路施工范围有限,需要全封闭施工,经过调研确定在现状桥梁北侧附近设置临时钢便桥,便桥跨越一条现状河道。跨越的既有河道河流流量较小,宽度约12m,河流东侧靠北为小区围挡及绿化带,西侧为建筑地坪,场地宽敞,平坦。现在河流水深1.5m左右,常水位标高为2.55m,汛期最高水位3.55米左右,现状河流两侧为钢筋混凝土防汛墙,防汛墙西侧顶面标高为4.83米,东侧顶面标高为5.24米,绿化带标高为4.7米。
依据本工程施工图设计文件,工程地质勘察报告、地质描述,拟建临时钢便位置地质构成及分布特征如下:
2 钢便桥设计难点及考虑因素
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钢便桥与常规的临时工程结构不同,其需要承载各种荷载的作用,如交通车辆荷载、人群荷载、钢便桥自身的荷载,且较多的荷载为可变荷载,同时钢便桥的设置还关系到施工的便捷与施工进度,以下是本项目临时钢便桥设置的难点和考虑因素: 4 临时钢便桥结构分析要点及计算分析
(1)本工程临时钢便桥采用midas[2]进行计算分析,主要荷载选用如下:
1 主横梁与纵向分配梁以及纵向分配梁与横向分配梁连接 主横梁与纵向分配梁以及纵向分配梁梁与横向分配梁之间连接的连接:设置为弹性连接中的一般连接, SDX设置为固定 (无穷大,即不发生竖向位移),其他方向为0(即自由活动)。主横梁与纵向分配梁以及及纵向分配梁梁与横向分配梁之间主要是竖向自由度的关联,其他方向自由度以及旋转自由度之间不发生较大关联,便于各个构件之间自由活动,系统合理传力
2 钢管立柱与柱顶钢盖板连接 在立柱顶面设置钢盖板,便于分散应力,不发生应力集中,钢盖板与钢管立柱连接方式:设置为弹性连接中的一般连接,立柱方向设置线刚度
SDX=160497.KN/m,SRY=192847.99592KN.m2,SRZ=192847.99592KN.m2(二者之间转动同钢管),其他方向固定(即不发生相对位移)
3 主横梁与钢盖板连接 横梁与钢盖板之间连接:弹性连接一般,SDX固定 (無穷大,即不发生竖向位移),其他方向为0(即自由活动) (6)车道荷载设置
进行临时钢便桥整体分析设计,应采用车道荷载,midas设计分析车道荷载是通过梁格法进行参数设置的。主要通过将纵向贝雷梁作为定个对象,在车道所在的贝雷梁位置设置车道。 本文所述临时钢便桥设计为两条车道,一条车道自西向东,一条车道自东向西,均为单向行驶。在midas中根据车道与纵向贝雷梁之间的相对位置关系将车道荷载加载到贝雷梁,贝雷梁之间通过横向分配梁在各纵向贝雷梁之间传递弯矩和剪力。 (7)荷载组合 (8)计算结果
以主梁计算分析结果为例,贝雷梁总体应力和变形满足要求。 5 结束语
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本文通过一个实际工程临时钢表桥为例,概要阐述了钢便桥的设计及选择难点和考虑因素,利用midas有限元软件进行结构的分析验算。钢便桥的设计及计算分析是个动态的互动过程,需要考虑各种综合因素,通过合理设计可以简化计算分析,同时计算分析可以验证设计的结果。本文的一些要点可以作为类似工程参考。 参考文献
[1] 黄绍金,刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册[M].北京:人民交通出版社,2002:1-1.
[2] 葛俊颖.桥梁工程软件midas Civil 使用指南[M].北京:人民交通出版社,2013:100-150. [3] 公路桥涵设计通用规范:JTG D60-2015[S].北京:中国标准出版社,2015. [4] 城市桥梁设计规范:CJJ11-2011[S].北京:中国标准出版社,2011.