鋼管拱計算二

三、空間穩(wěn)定驗算（一）計算模型鋼管拱橋空間穩(wěn)定驗算按三維有限元方法建模，采用ALGOR通用程序進行計算?？臻g計算模型見圖6所示。共分為1024個節(jié)點，1820個三維梁單元。分析中計入了剪切變形和幾何剛度的影響。圖6空間分析的計算模型（二）計算參數(shù)鋼管混凝土拱肋按照各自彈性模量的比值，等效為一種材料組成的梁單元。依據(jù)《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》（CECS28：90-1990）的規(guī)定，鋼管混凝土構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)的剛度可按下列規(guī)定取值：EA=EsAs+EcAcEI=EsIs+EcIc鋼管拱肋截面：As=0.07117m2Is1=0.024492m4（面內(nèi)）Is2=0.0052081m4（面外）Es=2.0×105MPa砼拱肋截面：Ac=1.1349m2Ic1=0.35111m4（面內(nèi)）Ic2=0.038789m4（面外）Ec=3.25×104MPa等效為組合拱肋截面：A=1.57289m2稅I1=0先.501估83m課4散載仍（面內(nèi)）猾I2=0挨.070珠84m適4讀末蓋（面外）敵尊束紙E=航3.25查×10膊4易MPa虜（三）穩(wěn)敲定驗算的葡荷載工況詞使用通用幅程序計算障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)培定性，實撿際是按成烏橋狀態(tài)直知接計算結(jié)掙構(gòu)內(nèi)力進鐘而算出穩(wěn)秘定系數(shù)的墾，這相當(dāng)鐵于滿堂支錄架全部結(jié)沉構(gòu)一次落縱架的穩(wěn)定廢系數(shù)。對剩于本橋，欄由于實際悠施工過程械中拱肋的管累積恒載蟻內(nèi)力會大巨于上述情翼況，因此標(biāo)計算出穩(wěn)殃定系數(shù)也責(zé)會大于實屬際值的。雅為了糾正組上述偏差租，在平面骨桿系計算涌中對于實俊際施工過溝程中拱肋辟軸力和一摔次落架中丸拱肋軸力貢分別作了遲計算和對艷比，前者范約比后者擴大攻8接%常。因此，紅在空間穩(wěn)合定計算中倒對拱肋的靠恒載內(nèi)力尸計入提高絲系隔數(shù)踐1.0旋8校，由此計累算的穩(wěn)定御系數(shù)將符副合實際情輩況。攪共分為以兆下兩種結(jié)桐構(gòu)體系和劍荷載工況呼，分別作畢了穩(wěn)定計求算。梢（男1商）成橋狀填態(tài)：恒載欠（申2蠢）成橋狀斃態(tài)：恒將載戲+敢公真路督Ⅰ淺級活載（瓶全跨滿布州）凳（四）穩(wěn)嚷定驗算的漂主要結(jié)論規(guī)計算結(jié)果鏟表明，砍一階失穩(wěn)蹤模態(tài)為橫犧橋向失穩(wěn)界，在恒強載栗+社公腔路效Ⅰ勝級活載作隸用下的們穩(wěn)定安全朱系數(shù)為靈4.64弄5狐。橋規(guī)中哪對于儲穩(wěn)定安全臨系數(shù)尚無便明確規(guī)定片，一般認遍為在恒載始下至少塌不應(yīng)低鳴于教4幫。因此，洲結(jié)構(gòu)的整嚴(yán)體穩(wěn)定性花符合要求霉。典穩(wěn)定特征娃值見菊表決-蒼5央，失穩(wěn)模揭態(tài)見腹圖身7-界8奇。府表絕-5孔汽器穩(wěn)定特征幅值和失穩(wěn)扭模態(tài)被序號竄豪傾荷載工況苗穩(wěn)定質(zhì)特征值鵲失穩(wěn)模態(tài)炊1而全部恒載顧5.37臭8張橫橋向彎昆曲失穩(wěn)塊2臟全部恒辦載妹+沈公甜路執(zhí)Ⅰ駱級活載（柄全跨滿布哲）賤4.64渣5夾橫橋向彎委曲失穩(wěn)陳圖市7捕央結(jié)構(gòu)的失基穩(wěn)模態(tài)王圖菠8弟左結(jié)構(gòu)的失暑穩(wěn)模態(tài)（燃平面）恰四、結(jié)構(gòu)錦動力驗算歉（一）計厘算模型堅計算模型沫同空間穩(wěn)根定計算模墊型。鋸（二）結(jié)愉構(gòu)驗算結(jié)隔論論計算結(jié)果攪表明，鋼暑管拱橋整武體的固有疫頻率較高恢，在低頻演荷載下不杰易產(chǎn)生橫卷向振動和彈失穩(wěn)。穩(wěn)盜定特征值吃見漢表脈-子6圍，失穩(wěn)模交態(tài)見披圖質(zhì)9-1削8助。笨表傍-6鑼股暢結(jié)構(gòu)泛前塌1負0真階固有頻熄率值和模榨態(tài)望階次浴振型特點慎頻率陜（廟HZ左）粗1即拱肋橫向勞半波嫁0.65旋89液2免拱肋橫向范振型桑0.89棍53湯3過拱肋豎向周全波饒1.10潤17碗4吃拱肋橫向夾全波擔(dān)1.33垮07悶5鉗全橋橫向臺全波鳥1.52螺15味6殲橋面豎向稿半波惜1.92動85桿7階全橋扭轉(zhuǎn)晝振型給2.23膊61攀8袋拱肋橫向飲一波半依2.31浮32金9挺全橋橫爸向競+衛(wèi)扭轉(zhuǎn)國2.55括04移10謎全橋橫將向督+徐扭轉(zhuǎn)業(yè)2.68狼49愚圖栗9聯(lián)訂第墾1喘階振型贊（斜f=0.外659竄H鏈Z勇）攔圖蘿10擊文第穩(wěn)2籌階振型月（逃f=0.監(jiān)895予H棋Z團）致圖如11豐其第殼3扣階振型悅（蝶f=1.攔102先H噴Z活）忽圖奏12刊擇第寶4袋階振型圍（怨f=1.竊331筒H竄Z貸）鼻圖耕13彎發(fā)第選5宰階振型解（耀f=1.喪522緣H著Z敞）扇圖主14耐真第場6客階振型釣（浮f=1.府929夏H畏Z釋）含圖洞15繩呼第省7躁階振型飯（轟f=2.鍋236怖H刺Z李）見圖停16毀狀第澡8嘩階振型躍（易f=2.珍313劫H棋Z短）流圖穴17州逗第撥9毯階振型納（瘋f=2.箭550緒H者Z浮）邁圖睬18哥頂?shù)谛?以0匪階振型斥（跡f=2.慨685早H搬Z螞）盟五、預(yù)應(yīng)超力橫梁驗禮算刑（一）計避算方法家本橋預(yù)應(yīng)擔(dān)力砼橫梁關(guān)為單跨兩厚端彈性支剖承統(tǒng)梁鬼(踏圖鹽19難)躬，其兩端捧彈性支承約的豎向剛醋度丹K櫻1中和轉(zhuǎn)動剛餃度木K網(wǎng)2貨由系桿、俯吊桿和拱轟肋共同形肥成。圖19靠采用空間歷有限元法紅計算。在潤空間計算事模型的橫縱梁端節(jié)點役處，分別豈作用節(jié)點捕力異P德和節(jié)點力站矩望M禮（見亭圖貞2咬0抱），可以式分別計算常出汁P日引起的豎蛋向位喊移臨V奔和端M室引起的潑轉(zhuǎn)角位番移傻θ痕，得到相范應(yīng)的彈性瓜剛度為：惱K1=擾P/V拿=7宏1530街KN/閑m拾跑K2=填M洲/酷θ然=38撫681.蓄7KN也/脈弧度圖20辯（二）中拔橫梁驗算院1喘、計算模仍型芽中橫梁驗任算分析采通用公路橋元梁結(jié)構(gòu)設(shè)礙計系殃統(tǒng)譯GQJS互V9.畝2夾練程序。共蛾劃分代為山1蚊4龜個計算單副元，梁端就作用豎向鋸彈性約御束龍K豬1烈和轉(zhuǎn)動彈策性約寸束艦2K飯2伶。結(jié)構(gòu)離財散圖見菜圖揭2萌1具。竭圖音21權(quán)魄中橫梁結(jié)沾構(gòu)離散圖飾2李、中橫梁床施工階段囑劃分趴結(jié)合中橫厘梁的施工晴流程，施城工階段共蛇分為以倡下債4模個階段，互逐階段計研算并累加宇后得到恒村載內(nèi)力和底其他荷載塘效應(yīng)?？楇A夾段辯1?。侯A(yù)制梁銳澆筑完成僵，力坑筋怕N腦5但張拉殿階少段井2救：現(xiàn)澆段摟澆筑完成拘，力紡筋綿N妨1密，腿N祥2追張拉遙階雹段茶3騾：行車道織板安裝完偷成，力摩筋炊N員3費，徹N載4付張拉跪階戀段孤4責(zé)：橋面鋪族裝等完成親。掠3蛙、活載橫體向加載報橫梁計算南中計入汽款車沖擊系豐數(shù)糾μ底=0.塘3縱，活載內(nèi)華力按以下邁步驟進行最。載（神1漫）服揚按照公路斯－炊I討級標(biāo)準(zhǔn)車期輛荷載，吐每輛標(biāo)準(zhǔn)刊車轉(zhuǎn)（千550K都N呈）宗在辭1挎根橫梁上船的最大豎本向合鏟力雜P熱，按杠桿脈法求兵得救P=24浙0K垃N欲。記（番2透）韻況兩列車作襲用時，橫丙梁上承受筆的荷載數(shù)四值和間距嘆見層圖地2殺2倚（嘆1異），沿橫血梁的影響畜線移動加躁載，求出劉各截面的潑最不利內(nèi)哭力。倘圖薦22駁虛橫橋向加弱載圖式斤（司3孟）常3廈列車作用叉時，計入基系屬數(shù)漫0.78衣昏后，橫梁鋼上承受的從荷載數(shù)值嗚和間距見來圖挺2語2悄（永2蚊），沿橫巨梁的影響起線移動加霧載，求出捏各截面的跨最不利內(nèi)裳力。君（從4撫）分別迎按襖2那列車控和胃3著列車計算香后，取最婆不利效應(yīng)裹。炭4鄰、施工階姥段驗算漠計算結(jié)果手表明，中此橫梁施工撒階段砼最駐大壓應(yīng)抖力銀18.5噸6Mp攪a治（巖第刻3可階段，跨合中附近）壯，最大拉道應(yīng)幣力級-2.1換Mp貪a鑼（廁第凍3揪階段，跨眼中附近）父，滿足規(guī)逮范要求，功但應(yīng)按照酸規(guī)范債第擺7.2.鳥8迷條，在拉婚應(yīng)力區(qū)按同照法向拉旬應(yīng)力的大百小配置非曉預(yù)應(yīng)力鋼緒筋。建議耐核查中橫綢梁受拉區(qū)秒普通鋼筋偶配置是否林足夠。中捕橫梁施工旅階段應(yīng)力氣圖見私圖前2踏3籃。第1階段第2階段第3階段第4階段漫圖警23信柿中橫梁施牛工階段的呼正應(yīng)力胸圖爺太(惱Mpa)僑5引、使用階踐段驗算耕計算結(jié)果威表明，持舊久狀況應(yīng)祥力計算，第中橫梁使掌用階段最排大應(yīng)哲力泄13.8暢3Mp棗a挑；持久狀還況正常使胳用極限狀嬸態(tài)下，中敵橫梁未出活現(xiàn)拉應(yīng)力具，最小壓弱應(yīng)褲力赴0.73竟Mp亞a據(jù)，均滿足膨規(guī)范要求耀。使用階忌段中橫梁怠應(yīng)力圖見賀圖躲2爬4造。盲最大應(yīng)力果：茅最小應(yīng)力高：忙圖終24濾肆中橫梁使弊用階段的化組合應(yīng)愧力肥路(直Mpa)?。ㄈ┒送M梁驗算命1顏、計算模寧型差端橫梁驗陽算分析采輩用公路橋侍梁結(jié)構(gòu)設(shè)廊計系她統(tǒng)鄉(xiāng)GQJS午V9.拾2四旨程序。共袖劃分氧為縱1應(yīng)2胖個計算單照元，兩端澡承受彈性哈約束，結(jié)夫構(gòu)離散圖鄰見鮮圖儲2合5齊。向圖脹25融棟端橫梁結(jié)拜構(gòu)離散圖梳2雪、端橫梁秤施工階段始劃分李結(jié)合端橫時梁的施工犧流程，施騎工階段共取分為以貿(mào)下意2編個階段，紡逐階段計釣算并累加背后得到恒洋載內(nèi)力和夜其他荷載冶效應(yīng)。泄（倦1迫）梁體澆鍋筑完成，兼力搭筋兄2N1,坡2N2,右2N饑3伸已張拉。課（目2患）行車道轎板安裝完狹成，橋面泰鋪裝等完敬成。乳3摔、活載橫特向加載雙橫梁計算慕中計入汽刃車沖擊系星數(shù)氏μ竭=0.前3立，分別仔按沙2鏟列車殼和男3摔列春車威×0.7藍8慨沿橫向影肯響線加載躍，計算最懇不利效應(yīng)默。具體方費法與中橫葬梁相同?；?深、施工階根段驗算膨計算結(jié)果傾表明，端純橫梁施工遇階段砼最棗大壓應(yīng)力灑約秒5Mp汗a蔑（增第鋒1學(xué)階段，跨依中附近）浸，未出現(xiàn)冊拉應(yīng)力，屋滿足規(guī)范響要求。端騙橫梁施工抬階段應(yīng)力三圖見叢圖吩2幅5尾。第1階段第2階段及圖稿25只摔端橫梁施席工階段的婚正應(yīng)力纏圖賴娘(畢Mpa)技5戶、使用階恰段驗算炕計算結(jié)果寶表明，持捉久狀況應(yīng)并力計算，摔端橫梁使盤用階段最蜜大應(yīng)力砍約拉4Mp霉a免；持久狀關(guān)況正常使覆用極限狀突態(tài)下，端沫橫梁未出訂現(xiàn)拉應(yīng)力振，最小壓夠應(yīng)半力類0.74堅Mp疫a豈，均滿足指規(guī)范要求顫。使用階章段端橫梁蘇應(yīng)力圖見例圖釀2摘6刺。觸最大應(yīng)力鄰：謠最小應(yīng)力晨：徒圖遷26糟洞端橫梁使息用階段的捏組合應(yīng)素力懂積(蓮Mpa)浪六、問題斧與建議天1私、中橫梁梁與系桿連涉接處應(yīng)力長較為復(fù)雜釘，本次檢家算按照彈筐性約束條惜件計算則巴中橫梁端恢部的應(yīng)力伍可以通過翼，如果按枯照兩端固琴定約束條豐件計算則得中橫梁端竭部上緣出藍現(xiàn)客3Mp割a小以上的拉扒應(yīng)力。因結(jié)此，建議寒適當(dāng)調(diào)整眾力筋布置僻，望使繪N詢1鏡和奏N趙2糠鋼束在梁愁端附近上盲彎的更高戀，或適當(dāng)薯增對加鹿N睬1稍、禽N膽2練鋼束