某大橋中塔交匯處拱架有限元模擬

文/張建飛 安慶職業(yè)技術(shù)學院建筑工程系 安徽安慶 246003

某大橋中塔交匯處拱架有限元模擬

文/張建飛 安慶職業(yè)技術(shù)學院建筑工程系 安徽安慶 246003

本文參考某大橋主橋的結(jié)構(gòu)特點和荷載情況，利用有限元軟件M idas建立了大橋中塔交匯處拱架有限元模型，并進行了受力計算分析，模擬結(jié)果能為拱架施工提供參考依據(jù)，也能為其他相關(guān)工程施工提供參考價值。

特大橋；受力分析；Midas

某大橋采用菱形主塔，左右塔柱于頂部交匯時采用圓弧段設計，圓弧半徑R193.7cm，塔柱厚度10.2m，采用拱形橫梁施工。主體結(jié)構(gòu)具體尺寸如下圖所示：

1、 拱形橫梁設計綜述

采用木模，模板厚度為2.5 cm，木模下端采用10 cm×10 cm方木，每60cm設一道預制拱架，方木布設在拱架上，其間距為30 cm；模板拱腳處布置一道HW 250×250型鋼分配梁；每道分配梁設4個支點，支點間距3.2m，支點采用HW 250×250型鋼牛腿支撐，牛腿通過爬錐錨固在塔柱混凝土中。

2、 拱架設計計算

2.1 設計計算參數(shù)

表1 材料設計參數(shù)及用途

2.2 荷載分析

支架系統(tǒng)采用M IDAS2006有限元軟件進行模擬，荷載包括：梁體混凝土重量、模板重量、施工荷載，其他荷載。混凝土澆筑高度，如圖1。拱架模板系統(tǒng)，如圖2。荷載組合為：〈混凝土重量〉×1.4+〈支架、模板自重〉×1.2。

圖1 混凝土澆筑分節(jié)段圖

圖2 拱架模板圖

根據(jù)混凝土澆筑的高度計算作用在方木上的荷載，如下表2。

表2 方木線荷載

2.3 整體模型

圖3 模型圖

2.4 體系整體變形

圖4 整體變形

2.5 模板骨架

圖5 模板骨架最大應力值

最大組合應力：

σ=197Mpa≤［σ］=215Mpa，滿足強度要求。

2.6 分配梁

圖6 分配梁應力圖

最大組合應力：

σ=120.3Mpa≤［σ］=215Mpa，滿足強度要求。

圖7 方木最大應力值

最大組合應力： ，滿足強度要求。

結(jié)論：

本文利用有限元軟件Midas建立了某大橋中塔交匯處拱架有限元模型，并進行了受力計算分析，模擬結(jié)果能為門架施工提供參考依據(jù)，也能為其他相關(guān)工程施工提供參考價值。

［1］熊濤，張育智.瀘州泰安大橋主梁的易損性分析［J］.四川建筑，2009，29（5）:130～131

［2］李忠獻，齊懷展，朱勁松.基于模態(tài)曲率法的大跨度斜拉橋損傷識別［J］.地震與工程振動，2007，27（4）:122～126

［3］黃征.有限元模型修正及結(jié)構(gòu)破損識別方法研究［D］.同濟大學學位論文，2007

［4］陸新征.建筑抗震彈塑性分析-原理，模型與在ABAQUS，MSC，MARC和SAP2000上的實踐［M］.中國建筑工業(yè)出版社，2010

［5］K. Menchel， T.J. Massart，Ph.Bouillard.Identification of progressive collapse pushover based on a kinetic energy criterion［J］.Structural engineering and mechanics，2011，39（3）:427-447.

［6］蔣玉川.MIDAS在結(jié)構(gòu)計算中的應用［M］.北京:化學工業(yè)出版社.2012.

U445

A