名企鋼桁梁建模與要點(diǎn)

鋼桁梁建模與分析要點(diǎn)劉

昕

鵬01

鋼

桁

梁

主

要

特

點(diǎn)02

鋼

桁

梁

建

模

要

點(diǎn)03

頂

推

法

模

擬

方

式04

后

處

理

驗(yàn)

算

說

明目錄01鋼桁梁主要特點(diǎn)常

見

鋼

結(jié)

構(gòu)

橋

梁

形

式優(yōu)點(diǎn)：◆

跨越能力強(qiáng)；◆

抗拉強(qiáng)度高，整體受力性能好；◆

施工快速方便；◆

環(huán)保，可回收利用；…鋼箱梁/槽型橋組合鋼板梁橋組合鋼箱梁橋波形鋼腹板橋缺點(diǎn)：◆

受壓穩(wěn)定問題控制承載力；◆

疲勞問題需要關(guān)注；◆

造價(jià)較高；◆

施工工藝要求高；鋼桁架橋鋼混混合梁橋…常

見

鋼

結(jié)

構(gòu)

橋

梁

形

式鋼

桁

梁

主

要

特

點(diǎn)◆

鋼桁梁定義鋼桁梁組成部分◆主梁是由位于多個(gè)平面內(nèi)的鋼桁架連接形成整體穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，來承受荷載的空腹式受彎桿件。主桁：上弦桿、下弦桿、腹桿弦桿：承擔(dān)荷載產(chǎn)生的軸力（拉/壓）；腹桿：承擔(dān)剪力。聯(lián)結(jié)系：縱聯(lián)、橫聯(lián)縱聯(lián)：抵抗水平向荷載，為主桁提供側(cè)向支撐；橫聯(lián)：使主桁橫向成為幾何不變體系，提高主桁的抗扭能能力。橋面系：縱梁、橫梁將移動(dòng)荷載傳遞給主桁節(jié)點(diǎn)。鋼

桁

梁

主

要

特

點(diǎn)◆

鋼桁梁受力特點(diǎn)鋼

桁

梁

主

要

特

點(diǎn)◆

鋼桁梁受力特點(diǎn)理想狀態(tài)下為二力桿，結(jié)構(gòu)內(nèi)力只有軸力，而沒有彎矩和剪力。內(nèi)力計(jì)算有以下假定：(1)

桁架的結(jié)點(diǎn)都是光滑的鉸結(jié)點(diǎn)；(2)

各桿的軸線都是直線并通過鉸的中心；(3)

荷載和支反力都作用在結(jié)點(diǎn)上。鋼桁梁的實(shí)際受力情況與上述假定具有一定差別：1、鋼桁架的結(jié)點(diǎn)具有很大的剛性；2、制作誤差，各桿的軸線不一定完全交于一點(diǎn)；3、存在非結(jié)點(diǎn)荷載，如桿件自重、風(fēng)荷載等；4、結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)，即主桁產(chǎn)生變形時(shí)，會(huì)使縱聯(lián)和橋面系一起變形，進(jìn)而使得縱聯(lián)和橋面系承擔(dān)了主桁一部分荷載（次內(nèi)力），對(duì)主桁是有利的。鋼

桁

梁

主

要

特

點(diǎn)◆

鋼桁梁建模方式《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50017-2017)仍正常按梁?jiǎn)卧?2鋼桁梁建模要點(diǎn)工

程

概

況本橋?yàn)?-108m無豎桿整體節(jié)點(diǎn)平行弦三角桁架下承式鋼桁梁，節(jié)間長(zhǎng)度12m，桁高為12m。兩片桁間距13.6m，道砟槽內(nèi)寬8.5m，人行道置于主桁內(nèi)側(cè)，寬0.9m。主桁桿件采用Q370qE鋼材，上平縱聯(lián)、橫聯(lián)及橋面系采用Q345qE鋼材。建

模

要

點(diǎn)◆

截面、材料（容重）建

模

要

點(diǎn)◆

導(dǎo)入線形鋼導(dǎo)梁鋼桁梁建

模

要

點(diǎn)◆

完善模型1、復(fù)制得到左側(cè)主桁；2、建立主桁上平縱聯(lián)；3、建立主桁下橫聯(lián)；4、建立導(dǎo)梁上、下平縱聯(lián)；5、建立橋面系。建

模

要

點(diǎn)◆

移動(dòng)荷載注意疲勞荷載的動(dòng)力系數(shù)數(shù)值建

模

要

點(diǎn)◆

移動(dòng)荷載

移動(dòng)荷載分析控制數(shù)據(jù)

列車荷載

荷載工況03頂推法模擬方法頂

推

法

模

擬

方

法◆

頂推施工方法說明本例采用頂推法施工，分段拼接鋼桁主梁，逐步頂推。思考1、為什么要模擬施工過程？2、頂推模擬的重點(diǎn)和難點(diǎn)？3、施工過程中需要關(guān)注什么狀態(tài)？頂

推

法

模

擬

方

法◆

不同施工方法成橋狀態(tài)結(jié)果（a）一次成橋（a）一次成橋成橋狀態(tài)內(nèi)力圖（b）懸臂施工成橋狀態(tài)內(nèi)力圖（b）懸臂施工（c）先簡(jiǎn)支后連續(xù)（c）先簡(jiǎn)支后連續(xù)成橋狀態(tài)內(nèi)力圖（d）頂推施工成橋狀態(tài)內(nèi)力圖（d）頂推施工頂

推

法

模

擬

方

法施工步驟頂

推

法

模

擬

方

法施工步驟頂

推

法

模

擬

方

法施工步驟頂

推

法

模

擬

方

法施工順序施工階段說明1CS1安裝E0‘E4A5A1’5個(gè)節(jié)間鋼梁，安裝第一次拖拉系統(tǒng)，E1’安裝水平千斤頂錨固節(jié)點(diǎn)拖拉鋼梁前移24m（導(dǎo)梁滑座前移34.99m）234CS2CS3拖拉鋼梁前移12m（導(dǎo)梁滑座后移一個(gè)節(jié)間）CS4拖拉鋼梁前移12m（導(dǎo)梁滑座后移一個(gè)節(jié)間）CS5拖拉鋼梁前移12m（導(dǎo)梁滑座后移一個(gè)節(jié)間）CS6拼裝余下鋼梁，安裝第二次拖拉系統(tǒng)（前方支座不動(dòng)，后方支座移至鋼梁最后節(jié)間）拖拉鋼梁前移12m（滑座后移一個(gè)鋼梁節(jié)間）CS7CS8拖拉鋼梁前移12m（滑座后移一個(gè)鋼梁節(jié)間）56CS9拖拉鋼梁前移12m，最大懸臂（滑座后移一個(gè)鋼梁節(jié)間）拖拉鋼梁前移12m（滑座后移一個(gè)鋼梁節(jié)間，安裝導(dǎo)梁前部支座）拖拉鋼梁前移12m（滑座后移一個(gè)鋼梁節(jié)間）CS10CS11CS12CS13CS14CS15CS16CS17撤銷鋼梁后部滑座拖拉鋼梁前移12m（鋼梁滑座后移一個(gè)節(jié)間，導(dǎo)梁滑座后移一個(gè)節(jié)間，鈍化導(dǎo)梁一個(gè)節(jié)間）拖拉鋼梁前移12m（鋼梁滑座后移一個(gè)節(jié)間，導(dǎo)梁滑座后移一個(gè)節(jié)間，鈍化導(dǎo)梁一個(gè)節(jié)間）拖拉鋼梁前移12m（鋼梁滑座后移一個(gè)節(jié)間，導(dǎo)梁滑座后移一個(gè)節(jié)間，鈍化導(dǎo)梁一個(gè)節(jié)間）拖拉鋼梁前移12m（鋼梁滑座后移一個(gè)節(jié)間，導(dǎo)梁滑座后移一個(gè)節(jié)間，鈍化導(dǎo)梁一個(gè)節(jié)間）成橋（導(dǎo)梁滑座后移一個(gè)節(jié)間，鈍化導(dǎo)梁一個(gè)節(jié)間）78頂

推

法

模

擬

方

法◆

模型模擬方式施

工

過

程

模

擬模型模擬方式

施工階段◆

結(jié)構(gòu)組

邊界組04后處理驗(yàn)算說明施

工

過

程

結(jié)

果

查

看導(dǎo)梁最大應(yīng)力（撤銷主桁滑座后向前拖行12m）主桁最大應(yīng)力（最大懸臂狀態(tài)）各階段應(yīng)力、變形表結(jié)構(gòu)最大變形（最大懸臂狀態(tài)）成

橋

階

段

驗(yàn)

算

內(nèi)

容類型強(qiáng)度驗(yàn)算項(xiàng)規(guī)范條款中心受拉桿件4.2.1-1受壓或受拉并在一個(gè)主平面內(nèi)受彎曲或與此相當(dāng)?shù)钠氖軌杭捌氖芾?.2.1-34.2.2-1中心受壓桿件受壓并在一個(gè)主平面內(nèi)受彎曲或與此相當(dāng)?shù)钠氖軌悍€(wěn)定4.2.2-35.2.1桿件最大長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算疲勞應(yīng)力幅驗(yàn)算疲勞撓度4.3.1~4.3.7《鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》梁體豎向撓度驗(yàn)算5.2.2成

橋

階

段

驗(yàn)

算

內(nèi)

容成

橋

階

段

驗(yàn)

算

內(nèi)

容成

橋

階

段

驗(yàn)

算

內(nèi)

容◆

桿件計(jì)算長(zhǎng)度與容許最大長(zhǎng)細(xì)比單元查詢表格獲取單元長(zhǎng)度；截面特性窗口獲取截面面積、抗彎慣矩。成

橋

階

段

驗(yàn)

算

內(nèi)

容◆

構(gòu)件強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算荷載效應(yīng)：N、My、(Mz)截面特性：Am、Wm構(gòu)件特性：l0、λ折減系數(shù)：φ

、φ

、μ121成

橋