XXXXX特大橋1128M系桿拱架橋機(jī)移動(dòng)荷載驗(yàn)算目錄1概述111工程概況112荷載類型113驗(yàn)算方法32驗(yàn)算過(guò)程521上部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算522鋼支墩驗(yàn)算623基礎(chǔ)驗(yàn)算8231承臺(tái)局部承壓8232樁基礎(chǔ)承載力83結(jié)論及建議104附錄111概述11工程概況128M系桿拱橋跨越高速公路XX收費(fèi)站互通式立交A匝道、D匝道、E匝道，與匝道斜角27，目前工程進(jìn)行至安裝拱肋階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為剛性系桿剛性拱，此種結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是系桿和拱肋均有一定的抗彎剛度,荷載引起的彎矩在系桿和拱肋之間按剛度分配,不能略去不計(jì)，它們共同承擔(dān)軸力和彎矩。同時(shí)，在沒有安裝吊桿的情況下，對(duì)全橋的穩(wěn)定性有不良影響。因此，大重量的架橋機(jī)能否通過(guò)未安裝完成的拱橋需要進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算以及穩(wěn)定驗(yàn)算。系梁支架的孔跨布置受到匝道的制約而采用（614152132148157121175876）M的布孔方式。系桿拱橋系梁采用單箱三室截面，全長(zhǎng)131M，梁高30M，梁頂寬1470M，底寬1204M，梁端拱腳處105M范圍內(nèi)，梁頂加寬至1530M，梁底加寬至1320M?？紤]到上部結(jié)構(gòu)荷載較大，底板處設(shè)置34排單排單層不加強(qiáng)型貝雷梁，貝雷梁各排間距為04M，兩側(cè)懸臂處各設(shè)置3排單排單層不加強(qiáng)貝雷梁，間距035M。每組貝雷片的接頭處采用銷接，貝雷梁橫向間用橫聯(lián)連接。12荷載類型施工荷載主要由A鋼筋混凝土自重，容重取為27KN/M3；B施工人員和料具行走、運(yùn)輸以及拱肋和其支架荷載,拱肋自重為72956T，簡(jiǎn)化為均布荷載，取其值為100KN/延米；C模板、貝雷片、墊縫木材自重，單片貝雷片自重取為400KGD架橋機(jī)架梁總重（取架橋機(jī)運(yùn)梁車32MT梁總重為360T,E預(yù)應(yīng)力荷載圖11HTQ180型架橋機(jī)圖12四軸運(yùn)梁車經(jīng)計(jì)算混凝土總重27275271315622KN/M假設(shè)拱肋及其附屬3729561013116707KN/M模板貝雷片131340037101000131493KN/M架橋機(jī)運(yùn)梁車軸重360108450KN，450727239KN/M2則傳遞到基底的全部荷載為5622167074934501317855KN/M各主要荷載技術(shù)參數(shù)如下A貝雷梁片B架橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)13驗(yàn)算方法采用MIDAS/CIVIL有限元分析軟件，建立正在施工中的系桿拱橋上部結(jié)構(gòu)以及鋼支墩與基礎(chǔ)連接的有限元模型，在移動(dòng)荷載架橋機(jī)經(jīng)過(guò)的驗(yàn)算分為三個(gè)部分1上部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，即單箱三室128M連續(xù)梁在支架作用下，梁整體的強(qiáng)度與穩(wěn)定；2鋼支墩驗(yàn)算，即驗(yàn)算在上部結(jié)構(gòu)考慮的全部荷載作用下，支墩的強(qiáng)度以及是否會(huì)發(fā)生受壓屈曲破壞；3基礎(chǔ)驗(yàn)算，即在基礎(chǔ)以上的全部荷載作用下，基底以及樁基承載力能否達(dá)到要求。圖13支架有限元三維模型序號(hào)分項(xiàng)參數(shù)備注1適應(yīng)跨度鐵路32/24/20/16M2額定起重量180T3整機(jī)自重1998T不含運(yùn)梁車4適應(yīng)曲線半徑R600M5適應(yīng)縱坡46架橋機(jī)外形尺寸68M65M86M長(zhǎng)寬高（橋面以上）圖14貝雷梁及支墩平面有限元模型圖15上部結(jié)構(gòu)三維有限元模型貝雷梁片幾何特性如表11所示表11桁架容許應(yīng)力表如表12所示表122驗(yàn)算過(guò)程21上部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在鈍化吊桿的情況下，分析結(jié)果如下圖21剪力圖圖22彎矩圖圖23變形圖從上圖可以看出最大剪力FMAX384KNF2425KN最大彎矩MMAX387KNMM7882KNM正截面應(yīng)力387357851081MPAC55WMMAX而在重力作用下，跨中截面（對(duì)應(yīng)模型中為196號(hào)單元）剪力同樣超出容許值，見下圖圖24跨中截面單元細(xì)部分析故彎矩滿足要求，剪力、正截面應(yīng)力不滿足要求。22鋼支墩驗(yàn)算鋼管立柱最大長(zhǎng)度為118M，在橫向鋼管立柱間每5M設(shè)置橫向聯(lián)系。通過(guò)整體分析，可知單根鋼管立柱最大壓力為26439KN。鋼管立柱630MM、壁厚13MM，材料為Q235。63013MM鋼管立柱截面特性A0025198M2，I119964106M4；長(zhǎng)細(xì)比I02182/025198/196由于鋼管之間以工字鋼相連，考慮偏安全自由長(zhǎng)度取為8M，以此計(jì)算其柔度28/02182733取為2IL根據(jù)歐拉公式，臨界荷載FCR3142206109119964106/2822LEI19035KNFMAX26239KN故此根鋼管將會(huì)失穩(wěn)，結(jié)構(gòu)可能傾覆。圖25梁跨中彎矩影響線圖26貝雷梁跨中剪力影響線運(yùn)梁車軸距為12M16M12M，四個(gè)軸每軸每側(cè)兩只輪胎，簡(jiǎn)圖如下所示圖27運(yùn)梁車示意圖每個(gè)軸重為P（140102）10/8200KN則在移動(dòng)荷載作用下跨中最不利彎矩M2000420006200120006520KNMM7882KNM移動(dòng)荷載下跨中最不利剪力F2001200062000420002440KNF2452KN由此可見，僅有架梁車滿載T梁在橋上行走時(shí)跨中彎矩滿足要求，而跨中剪力超出容許值高達(dá)631，屬于高危情況。23基礎(chǔ)驗(yàn)算231承臺(tái)局部承壓條形基礎(chǔ)布置如圖28圖28條形基礎(chǔ)布置圖鋼管受到最大壓力為16356KN，該力直接作用于混凝土承臺(tái)上，考慮局部承壓可能造成破壞，需要對(duì)混凝土承臺(tái)的局部承壓進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范，素混凝土局部承壓計(jì)算公式為NC06RAACRA承臺(tái)混凝土標(biāo)號(hào)，混凝土等級(jí)C30，設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度201MPA；混凝土局部承壓提高系數(shù)，其值通常大于1；AC混凝土局部承壓面積，AC314063063/40312M2則混凝土局部承壓的最大容許承載力為NCMAX06RAAC06120100031237627KNNC16356KNNC37627KN受力較大且未發(fā)生失穩(wěn)的鋼管柱根部壓混凝土條形基礎(chǔ)局部承壓滿足要求。232樁基礎(chǔ)承載力根據(jù)鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB1000252005）要求，鉆（挖）孔樁樁的容許承載力PLF210IAMU式中P樁的容許承載力（KN）U樁身截面周長(zhǎng)（M）FI各土層的摩阻承載力LI各土層的厚度A樁底支撐面積樁底地基上的容許承載力M0樁底支承折減系數(shù)。式中各個(gè)常數(shù)依據(jù)規(guī)范取值U31415M,F155KPA,L1128M,F2150KPA,L217M,F3150KPA,L305MA07854M2,M008,0K224D3K22H4D3768KPA則鉆孔樁基容許承載力P31415103408078543768186095KN16356KN,故樁基承載力1滿足要求。3結(jié)論及建議通過(guò)上述分析，可以得出如下結(jié)論1在拱肋拼裝階段，在有支架支撐的系梁上通過(guò)運(yùn)梁車對(duì)架橋機(jī)喂梁的移動(dòng)荷載作用下，跨中彎矩滿足要求，而剪力值及混凝土正截面壓應(yīng)力超出容許值，跨中處最大剪力為908KN。2鋼管立柱最大長(zhǎng)度為118M,由壓桿穩(wěn)定求得其臨界荷載FCR為19035KN，不能承受鋼管最大豎向力，會(huì)發(fā)生失穩(wěn)破壞。3混凝土局部承壓的最大容許承載力為37627KN，鉆孔樁基容許承載力186095KN，均有有效的安全系數(shù)保障安全。因此，XXXXX特大橋1128M系桿拱架橋機(jī)移動(dòng)荷載驗(yàn)算給出建議如下鑒于移動(dòng)荷載作用下，系梁最大剪力超出