邁達(dá)斯鋼便橋應(yīng)用

1、MIDAS Civil在鋼便橋施工中的應(yīng)用尚振偉【摘 要】 霍林河2#橋鋼便橋位于內(nèi)蒙古自治區(qū)科右中旗境內(nèi)，該橋橫跨霍林河，霍林河常年 有水，不通航。通過與中旗水務(wù)局協(xié)商，同意搭設(shè)96m鋼便橋.該鋼便橋采用面系滿鋪28a槽鋼、縱 橫梁采用雙拼500H型鋼、基礎(chǔ)采用4）529mm螺旋管樁形式搭設(shè)。本文采用有限元計算軟件邁達(dá)斯 對其進(jìn)行分析，得出面系、縱橫梁的內(nèi)力及變形，節(jié)約計算時間使計算精度大幅提高，為便橋施工提 供較為準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】鋼便橋邁達(dá)斯槽鋼H型鋼螺旋管1引言2004年國務(wù)院批準(zhǔn)中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃，造就了我國高速鐵路的迅猛發(fā)展，近幾年我國高速 鐵路施工林立，由于高鐵施工及運營遵

2、循可持續(xù)發(fā)展策略，減少占用農(nóng)耕地，成就了大中橋梁施工技 術(shù)的快速發(fā)展.其中很多橋梁需要跨越大溝大河，因此施工過程中的鋼便橋被廣泛采用。施工前如何 根據(jù)現(xiàn)場情況科學(xué)、合理地進(jìn)行鋼便橋設(shè)計與計算，既要保證施工安全又要降低工程成本，成為工程 技術(shù)人員面臨的重要課題。2工程概況霍林河2號特大橋，起訖里程DK399+704。715DK401+322.185，全長1617米，本橋設(shè)計30mW 墩高HW40 m的空心墩身（外坡60:1，內(nèi)坡85:1）5個；墩高HN 40m的空心墩身（外坡45： 1,內(nèi) 坡80:1） 34個;35:1的實心橋墩8個;1：0的實心橋墩1個；行橋梁采用4932 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡

3、支T梁橋式方案.橋墩采用單線圓端形實體橋墩和單線圓端形空心橋墩兩種橋墩形式，基礎(chǔ)為樁基基 礎(chǔ)形式。其中36#45#墩位于霍林河河道內(nèi)，主河道寬85 m，最大水位334.00，鋼便橋設(shè)計為96 m, 從上至下結(jié)構(gòu)形式為：鋼管護(hù)欄，28a槽鋼面系，500雙拼H型鋼縱梁，500雙拼H型鋼橫梁，529mm 螺旋管樁.3設(shè)計參數(shù)3。1結(jié)構(gòu)形式鋼便橋設(shè)計為96m,從上至下結(jié)構(gòu)形式為:鋼管護(hù)欄，28a槽鋼面系，500雙拼H型鋼縱梁，500 雙拼H型鋼橫梁，529mm螺旋管樁.鋼便橋縱梁上部設(shè)】28槽鋼滿鋪作為面系，橫梁上部設(shè)縱梁，縱梁采用2H500X200型鋼，為 防止鋼管邊緣局部失穩(wěn)，在鋼管頂部開20cm

4、槽，將型鋼坐落在槽內(nèi)，并在型鋼下部焊接加強(qiáng)豎肋， 加強(qiáng)管壁剛度.橫梁施工時應(yīng)嚴(yán)格控制其水平高差不超過2mm。設(shè)計選用e630X10mm螺旋管作為基 礎(chǔ)樁.4主要檢算內(nèi)容本文著力介紹邁達(dá)斯在鋼便橋計算中的應(yīng)用，所以可以簡單手算的內(nèi)容不再詳細(xì)列出，利用邁 達(dá)斯的主要檢算內(nèi)容包括：（1）面系28a槽鋼的抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、剛度。（2）H500X200雙拼H型鋼橫梁的抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、剛度。（3）H500X200雙拼H型鋼縱梁的抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、剛度。5運用邁達(dá)斯建模計算5。1鋼便橋計算模型根據(jù)最不利情況對局部面積進(jìn)行模擬計算，模擬計算建模采取2跨建模，模擬計算尺寸為27mX 6m；5.1。1荷載

5、確定根據(jù)本鋼便橋?qū)嶋H使用情況，鋼便橋面部荷載考慮以下兩種主要荷載:鋼便橋使用中最主要承受 荷載為12m3的混凝土運輸車；鋼便橋架設(shè)時履帶吊的荷載。混凝土運輸車的軸重大軸距短，雙車并 行時最不利，所以將其作為計算荷載；將履帶吊架梁工況作為檢算荷載。1臺12m3的混凝土運輸車車輛荷載的平面和立面布置如下（參考車型：三一重工生產(chǎn)的 SY5250GJB4 （9m3 歐III）：三一重工12 m3砼罐車P1=8t，P2=P3=23t，合計：54t.履帶吊架梁時荷載平面及立面如下（參考車型:三一重工生產(chǎn)的SCC500E履帶起重機(jī)，自重50t， 最大起吊重量50t）：履帶吊自重50t，本項目吊重按50t考慮

6、，合計100t.5.1。2材料參數(shù)鋼彈性模量Es=2。1X105MPa；表1材料許用應(yīng)力見下表:牌號厚度或直徑抗拉、抗壓和抗彎抗剪端面承壓（刨平頂緊）Q235W1621512532516402051204060200115601001901105.2鋼便橋計算計算模擬計算尺寸為27mX6m作為計算模型，利用MIDAS CIVIL 2010計算程序進(jìn)行驗算。計算分以下8個工況進(jìn)行：表2鋼便橋計算工況一覽表編號名稱荷載1荷載2組合系數(shù)工況1砼罐車跨中無偏載支架自重砼罐車1。2X荷載1+1.3X荷載2工況2砼罐車跨中偏載支架自重砼罐車1.2X荷載1 + 1.3X荷載2工況3砼罐車支點無偏載支架自重砼

7、罐車1.2X荷載1 + 1。3X荷載2工況4砼罐車支點偏載支架自重砼罐車1。2X荷載1+1.3X荷載2工況5履帶吊跨中無偏載支架自重履帶吊1.2X荷載1 + 1.3X荷載2工況6履帶吊跨中偏載支架自重履帶吊1。2X荷載1 + 1。3X荷載2工況7履帶吊支點無偏載支架自重履帶吊1.2X荷載1 + 1。3X荷載2工況8履帶吊支點偏載支架自重履帶吊1.2X荷載1 + 1.3X荷載2MIDAS CIVIL 2010程序能夠通過調(diào)整重力系數(shù)對支架本身自重進(jìn)行加載,本例中除開自重外，需加載砼罐車荷載與履帶吊荷載。取其最不利位置加載計算。結(jié)構(gòu)及邊界條件模擬建模結(jié)構(gòu)為27mX6m連續(xù)梁進(jìn)行計算，鋼便橋各個結(jié)構(gòu)

8、構(gòu)件采用梁單元模擬，面系與縱梁采用固 接，縱梁與承重梁采用固結(jié)，承重梁與鋼管樁采用固接。5。2.1面系計算考慮橋面系與縱梁的整體性，橋面系與縱梁一起建模。全部采用梁單元最大彎矩為工況2處時，最大彎矩為77。1 KN.M圖1面系彎矩圖最大應(yīng)力。=M / W=77。1 KN.M / 393cm3=196Mpa律凝女伸汀3 至位；kNFl 曰期；1D；15/Zai5MiUftb/UvilPO5T-PROCESSCRBEAM FORCEWE-yy.lU57ba+ii 1o.oooooe+oaoM V m ax:2.50408e+002 2.27544e-HD02 2.048736+002 1.821

9、15b+002MAX : E27Ml IN : 23大作坨3 軋但：kNF 2： 10/15/2016表有方司 Xs-0.612r：-0.612Zi 0.500最大應(yīng)力。=M / W=250.4 KN.M / 1841.2X2cm3 =68Mpao =215 MPa，符合要求。最大彎矩為工況8處時，最大剪力為263。2 KN。MMIDA5/CiuilBEAM FORCEMIDA5/CiuilBEAM FORCE2.G3i9ae-KiO2 . Z.39 271e-Ki02 2.,153 -KJ02 L.91417e4002 1.67490e-KiO 2 1.43 5G2e -KJ02 1.19S

10、35e4flO2 M- 9.57083e-Ki01 7,17S12e +QQ1 4.78 G42e 4001 . - 1.39 271e -KiO 1 0 .OOOOOe +000 MVmaK!卮帶？膏MAX : 587MIN : 30戈-M 12 3qp-fc kN-hi日期！ 10/：LW2J0 16 表示-方.向K;-0,512.，LrZ: 0.500圖4承重梁彎矩圖最大應(yīng)力。=M / W=185.5 KN.M / 1841.2X2cm3 =50.4Mpa。 =215 MPa,符合要求.最大剪力為工況8處時，最大剪力為208.2 KN。M圖5承重梁剪力圖t =QmaxS/Ib=208.2/ （43。92X2）X10=23.7 MPa 100MPa6結(jié)束語該鋼便橋于2016年10月12日開始搭設(shè)，10月26日全部結(jié)束?，F(xiàn)場技術(shù)人員全程監(jiān)控，確保 了施工質(zhì)量；過程安全未出現(xiàn)任何安全問題該鋼便橋利用MIDAS Civil軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算，節(jié)省了 計算時間，提高了計算精確度，為設(shè)計和施工提供了可靠的數(shù)據(jù).同時也為今后的鋼便橋的的設(shè)計施 工提