余倫明

摘 要：針對滁河干渠大橋加固工程中的懸吊支架系統(tǒng)，建立了空間有限元計算模型，可有效模擬使用荷載的作用，避免了平面計算問題中有關荷載縱橫向分布的復雜簡化問題，且計算結果可靠；計算結果表明，懸吊支架系統(tǒng)在使用荷載作用下強度滿足要求，可供廣大技術人員參考。

關鍵詞：加固工程；支架系統(tǒng)；有限元；材料參數(shù)；結構驗算

1.工程概述

滁河干渠大橋為安徽省合淮阜高速公路上的一座預應力混凝土連續(xù)梁橋，因其運營期內箱梁內外不同部位出現(xiàn)大量裂縫，需對其進行加固處理，施工過程中采用懸吊支架系統(tǒng)作為加固施工的作業(yè)平臺。該支架系統(tǒng)由有錨固于箱梁頂板上的吊索連接橫向槽鋼，再將縱向槽鋼搭接在橫向槽鋼上，最后在縱向槽鋼上滿鋪竹膠板，如圖1所示：

其中，吊索縱向間距為2.0m，橫向間距為4.0m，材料采用強度為1570MPa的鋼絞線；橫向槽鋼的縱向間距同吊索，采用C14b級Q235槽鋼；縱向槽鋼的橫向間距為0.5m，采用采用C10級Q235槽鋼；為了增加支架系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在支架系統(tǒng)的四個角點處增設了側向風纜，并起到限制系統(tǒng)縱橫向漂浮位移的作用。

根據(jù)業(yè)主及監(jiān)理單位的要求，在正式施工前，必須對本系統(tǒng)的結構可靠性進行驗算分析。

2.竹膠板驗算

竹膠板有限元模型如圖2所示，其中梁單元64個，節(jié)點65個。施工中主要考慮人群荷載及小型機具設備自重，并將這些荷載簡化為均布荷載?？紤]最不利情況，竹膠板承受的荷載，除自重外，跨中承受的均布荷載按總荷載500公斤力計（8人+設備重力），分布長度以2.0m計，折合為均布荷載2.5KN/m。竹膠板的材料參數(shù)如表1。

結構在最不利荷載下的應力分布如下圖所示：

驗算結果表明，竹膠板在使用荷載作用下的正應力及剪應力均滿足要求。

3.槽鋼及吊索計算

建立支架系統(tǒng)整體空間有限元模型如圖6所示，其中梁單元 1912 個； 索單元 105 個。系統(tǒng)總體受力總荷載5000公斤力，考慮最不利情況，荷載對稱施加于跨中10個縱向段內的縱向槽鋼（C10.0）上，除自重外，均布荷載為竹膠板傳遞的均布荷載。

涉及到的材料參數(shù)如表2所示：

3.1縱向槽鋼（C10.0）驗算結果

從計算結果彎矩圖分布來看，16號縱梁彎矩最大，故僅

驗算結果表明，縱向槽鋼（C10.0）在使用荷載作用下滿足應力要求。

3.2橫向槽鋼（C14b）驗算結果

從計算結果彎矩圖分布來看，11號橫梁彎矩最大，故僅對11號縱梁作應力強度驗算，結果如圖10～圖12所示：

驗算結果表明，縱向槽鋼（C14b）在使用荷載作用下滿足應力要求。

3.2吊索驗算結果

吊索內力及應力如圖13～圖14所示：

可見，在使用荷載作用下，吊索最大內力為10.035KN，最大應力為438.2MPa，故吊索在使用荷載作用下滿足應力要求。

4.結束語

本文針對滁河干渠大橋加固工程中的懸吊支架系統(tǒng)結構驗算，建立了空間有限元計算模型，比起平面計算模型，可有效模擬使用荷載的作用，避免了平面計算問題中有關荷載縱橫向分布的復雜簡化問題，且計算結果可靠，可供廣大技術人員參考。

參考文獻

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