加强贝雷梁承载能力研究

2018-06-11 09:02
山西建筑 2018年13期
关键词:双拼单排贝雷梁

程 金 雄

(武汉市汉阳市政建设集团公司,湖北 武汉 430050)

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1.86 m,宽度15 m,采用17 m+27 m+17 m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 m~1.2 m钻孔灌注桩。

施工中桥梁中跨27 m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。

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1所示)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。

3 理论计算结果

计算结果见表1。

表1 理论计算结果

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,14 817.9/2=7 408.95;

方案二:单排双层加强,30 641.7/2=15 320.85;

方案三:单排单层加强,7 699;

方案四:双排单层加强,15 398.3。

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 双拼工字钢

双拼工字钢计算结果见表2。

表2 各方案模型双拼工字钢计算结果 MPa

有限元计算结果显示,四种贝雷梁方案对分配梁双拼45a承载力几乎没有影响,其应力均在200 MPa左右(见图2)。

4.2 钢管

钢管柱计算结果见表3。

表3 各方案模型钢管柱计算结果 MPa

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80 MPa左右(见图3)。

5 结语

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映实际承载能力情况。

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,这两种方案较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。

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