合肥市浮白公路过路桁架桥结构安全验算

陈志龙 王雷

摘 要：针对合肥市浮白公路过路桁架桥的结构安全性验算，建立了空间有限元计算模型，可有效模拟使用荷载的作用，避免了平面计算问题中有关荷载纵横向分布的复杂简化问题，且计算结果可靠；计算结果表明，涡河二桥主桥在使用荷载作用下强度满足要求，可供广大技术人员参考。

关键词：过路桁架；结构安全；有限元；材料参数；稳定性验算

1.工程概述

《庐江县农村饮用水安全工程结余资金用于重点区域饮水改造工程》项目涉及七个乡镇，分别为金牛镇、石头镇、郭河镇、泥河镇、龙桥镇、乐桥镇、矾山镇。包含取水泵站及管道工程，其中管道部分约80km。其中的子项工程为给水管道过浮白公路，设计采用钢桁架形式穿过浮白公路，设计采用过路管道2跟，管径分别为Φ400、Φ250，管材为钢管，钢桁架跨度为19米，净高5.5米。钢桁架采用两根钢筋砼柱子支撑，柱子直径Φ800。立面图如图1所示。

2.计算模型及结构参数

本桥上部结构桁架，分析软件采用国内通用的Midas Civil，计算采用精度较高的单跨空间有限元模型，其中，杆单元数量为84个，节点数量36个，如图2所示。

结构材料参数如表1所示：

荷载工况如表2所示。

荷载组合情况详见《公路桥涵设计规范》（JTG D60-2004）。

其中，活载（管道自重及水流压力）按集中荷载的形式作用于桁架下弦杆中的横向杆件，计算时偏安全地采用刚性支撑连续梁的方法确定下弦杆横向杆单元33-39所承受的集中荷载大小，计算模型及计算结果如下图3表所示：

支座反力计算结果与活载计算结果如表3～4所示：

3.计算结果分析

3.1 轴力图

3.2 弯矩图

从图中可以看出，相对于轴力，桁架次内力（弯矩）较小。

3.3 位移计算结果图表

从图中可以看出，结构竖向最大位移仅为5.0mm（精确值为4.54mm）

3.4 单元长细比验算

4.结束语

本文针对合肥市浮白公路过路桁架桥的结构验算，建立了空间有限元计算模型，比起平面计算模型，可有效模拟使用荷载的作用，避免了平面计算问题中有关荷载纵横向分布的复杂简化问题，且计算结果可靠，可供广大技术人员参考。

参考文献

[1] 叶见曙.结构设计原理[M]..北京：人民交通出版社，2015.06

[2] 邵旭东.桥梁工程[M]..北京：人民交通出版社，2004.01

[3] 邵旭东.桥梁设计与计算[M]..北京：人民交通出版社，2007.02