某客货共线简支箱梁的滑道梁安全性分析与评估

徐旖旎



某客货共线简支箱梁的滑道梁安全性分析与评估

徐旖旎

（山东科技大学 矿业与安全学院 山东青岛 266590）

为了研究某客货共线简支箱梁滑道梁的安全性，特利用Midas/Civil 2015对简支箱梁移动到滑道梁不同位置时的内力和弯矩值进行了计算和分析，并对滑道梁在最不利工况下的抗弯强度、抗剪强度、整体稳定性和局部稳定性进行验算，结果表明滑道梁的各项性能设计能够满足现场施工的要求，可为同类工程的施工作参考。

滑道梁；抗弯强度；抗剪强度；整体稳定性；局部稳定性

1工程概况

预制混凝土结构是实现建筑工业化的一种重要方式，采用预制混凝土结构，可以有效的节约资源和能源，提高材料利用率，降低对施工场地的要求，减少建筑垃圾和对环境的不良影响[1-2]。江苏省某车站附近高架桥就是采用这种施工方式，将直线简支箱梁在工厂进行预制，然后通过运梁车将预制梁运到现场进行拼装，这不仅大大的提高了桥梁的建设速度，也提高了桥梁施工的标准化。并由设计图纸可知该高架桥并行设置了3条路线，为节约施工成本，只布置了一台架桥机，而且将其布置在右侧正线上，其他两条路线上的简支箱梁是通过滑道梁运送至其设计位置。为保证简支箱梁在运输过程的安全性，特对滑道梁各项抗力性能进行了验算。

2施工设计方案及有限元建模分析

2.1 施工设计方案

图1 简支箱梁移动方向图

图2 滑道梁正面图

图3 滑道梁侧面图

2.2 有限元分析

由图1可知，简支箱梁是通过滑道梁从正线运到左侧的3号线和5号线，并且可以看出滑道梁下方3个混凝土支墩之间的距离是相同的，即两跨之间的受力也是相同的，为了简化计算只取右侧一半滑道梁进行研究计算。为进一步研究当简支箱梁移至右侧滑道梁不同位置时滑道梁内部应力，分3种情况进行分析，分别为：①简支箱梁位于右侧支墩正上方；②简支箱梁移至跨中；③简支箱梁下移梁小车刚到左侧支墩右侧边沿。由设计图纸还可知简支箱梁总重为600t，通过4个移梁小车作用在滑道梁上，故作用在滑道梁上的单个集中力为1500KN。针对这3种工况经Midas/Civil [3]进行建模分析分别如图4、图5、图6所示，计算结果如表1所示。

图4 简支箱梁位于滑道梁右侧

图5 简支箱梁位于滑道梁跨中

图6 简支箱梁位于滑道梁左侧

表1 简支箱梁位于滑道梁不同位置时内力值

3滑道梁强度及稳定性验算

截面中和轴距受压底板边缘边距:

对截面中和轴的毛截面惯性矩：

截面中和轴以上部分面积对中和轴的面积矩：

由计算结果可知，当移辆小车位于跨中时，此时弯矩值最大。且为 则有：

根据《公路桥规》[4]规定，钢材和连接容许应力应乘以提高系数K=1.25。

3.2滑道梁截面剪应力验算

同理由计算结果可知，也是当移梁小车位于跨中时，剪应力最大。且，腹板宽度，则

3.3滑道梁整体稳定性验算

计算主梁截面绕y轴的惯性矩和回转半径如下：

主梁受压底板两相邻节点的距离，等于两相邻竖肋之间的间距，而主梁截面高度h=1250mm，则换算长细比为

查附表[5]得，则：

主梁受压顶板宽度b=1600mm，侧向固定点间距即为两相邻竖肋之间的间距。钢梁材料为，则

由以上计算结果可知，滑道梁的整体性满足要求。

3.4局部稳定性验算

根据弹性稳定理论，并考虑上下面钢板对腹板的嵌固作用和钢板初始缺陷的影响，经理论推导可知当时，梁才会发生剪切失稳；当时，梁才会发生弯曲失稳。因此，《公路桥规》规定：当和时，可不设置加劲肋。经计算，实际因，所以该滑道梁不会发生剪切破坏和弯曲失稳，故可不设置加劲肋。又51.08与60比较接近，安全富余度较低，因此设计时设置了加劲肋。《公路桥规》规定加劲肋界面尺寸应符合以下要求，当且仅当设置竖向加劲肋加强腹板时，其每侧加劲肋的外伸宽度；厚度。经计算。而实际设计值为1576mm80.87mm。故满足要求。

4 结论

通过利用Midas/Civil 2015计算和分析简支箱梁移动到滑道梁不同位置时滑道梁的内力和弯矩值，和对滑道梁在最不利工况下的其抗弯强度、抗剪强度、整体稳定性和局部稳定性逐一检算，最终结果表明滑道梁的设计符合各种规范要求，能够安全使用，并且也可为同类工程作参考。

[1]孙文彬,王默,王锦力,刘晖. 装配预制梁抗剪性能影响因素分析[J]. 世界科技研究与发展,2016,02:347-351.

[2]王庆贺. 预制装配式钢—混凝土组合梁抗弯性能研究[D].哈尔滨工业大学,2012.

[3]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

[4]中华人民共和国交通部部标准.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）[S].北京：人民交通出版社，1986

[5]叶见曙,李国平.结构设计原理[M].北京：人民交通出版社,2012

TU448

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1007-6344（2017）03-0271-01