钢箱梁稳定性验算.doc

钢箱梁稳定性验算1.1 钢箱梁参数钢箱梁采用Q345钢材，其中顶板、底板、腹板的厚度为20mm，纵向隔板厚度为16mm，纵向U形肋厚度10mm，横隔板厚度10mm。暂不考虑剪力钉。表1-1 Q345钢板参数 材料（MPa）（MPa）Q3452.05105345钢箱梁吊装时在中心割开进行分片吊装。图1 钢箱梁分割示意图图2 左半片钢箱梁图3 右半片钢箱梁1.2 左半片钢箱梁稳定性验算钢箱梁分割成两片之后，对两片钢箱梁吊装进行分别验算其稳定性。因为在吊点处钢板应力很大，故将吊点设置在横隔板处，并在每片吊装时设置两个工况。1.2.1 工况一稳定性验算工况一：吊装左半片钢箱梁，吊点对称设置在第一道横隔板位置处，即距钢箱梁边1.5m处。1）吊点布置位置图4 左半片钢箱梁吊点纵断面图图5 左半片钢箱梁吊点横断面图2）计算模型图6 左半片钢箱梁工况一计算模型3）吊点内力图7 吊点内力图图8 吊点内力局部放大图由图中可以看出，在工况一的情况下，两个起吊点的内力分别为和，另一侧吊点的内力与其对称。4）钢箱梁吊装扭曲验算图9 钢箱梁整体扭转效应图（a）图10 钢箱梁整体扭转效应图（b）图11 跨中局部扭转效应放大图（a）图12 跨中局部扭转效应放大图（b）由图中可以看出钢箱梁跨中的位移最大，最大值为9.1cm，扭转效应不大，能够满足要求，但是考虑到现场拼装时扭转效应的影响，建议在钢箱梁分割处沿钢箱梁纵向每隔5米设置一道轻质十字撑以减小扭转效应的影响。图13 十字撑布置示意图5）钢箱梁吊装强度验算图14 钢箱梁整体应力图图15 跨中局部应力放大图图16 吊点附近位置应力局部放大图由图中可以看出钢箱梁吊点附近应力最大，为，跨中处的最大应力为。所以吊装时钢板的强度满足要求。1.2.2 工况二稳定性验算工况二：吊装左半片钢箱梁，吊点对称设置在第三道横隔板位置处，即距钢箱梁边4.5m处。1）吊点布置位置图17 左半片钢箱梁吊点纵断面图图18 左半片钢箱梁吊点横断面图2）计算模型图19 左半片钢箱梁工况二计算模型3）吊点内力图20 吊点内力图图21 吊点内力局部放大图由图中可以看出，在工况一的情况下，两个起吊点的内力分别为和，另一侧吊点的内力与其对称。4）钢箱梁吊装扭曲验算图22 钢箱梁整体扭转效应图（a）图23 钢箱梁整体扭转效应图（b）图24 跨中局部扭转效应放大图（a）图25 跨中局部扭转效应放大图（b）由图中可以看出钢箱梁跨中的位移最大，最大值为7.3cm，扭转效应不大，能够满足要求，但是考虑到现场拼装时扭转效应的影响，建议在钢箱梁分割处沿钢箱梁纵向每隔5米设置一道轻质十字撑以减小扭转效应的影响，十字撑焊接位置如下图所示。图26 十字撑布置示意图5）钢箱梁吊装强度验算图27 钢箱梁整体应力图图28 跨中局部应力放大图图29 吊点附近位置应力局部放大图由图中可以看出在此工况下钢箱梁跨中处应力为，吊点附近处最大应力为，强度满足要求。1.3 右半片钢箱梁稳定性验算钢箱梁分割成两片之后，对两片钢箱梁吊装进行分别验算其稳定性。因为在吊点处钢板应力很大，故将吊点设置在横隔板处，并在每片吊装时设置两个工况。1.3.1 工况一稳定性验算工况一：吊装右半片钢箱梁，吊点对称设置在第一道横隔板位置处，即距钢箱梁边1.5m处。1）吊点布置位置图30 右半片钢箱梁吊点纵断面图图31 右半片钢箱梁吊点横断面图2）计算模型图32 右半片钢箱梁工况一计算模型3）吊点内力图33 吊点内力图图34 吊点内力局部放大图由图中可以看出，在工况一的情况下，两个起吊点的内力分别为和，另一侧吊点的内力与其对称。4）钢箱梁吊装扭曲验算图35 钢箱梁整体扭转效应图（a）图36 钢箱梁整体扭转效应图（b）图37 跨中局部扭转效应放大图（a）图38 跨中局部扭转效应放大图（b）由图中可以看出钢箱梁跨中的位移最大，最大值为8.3cm，扭转效应不大，能够满足要求，但是考虑到现场拼装时扭转效应的影响，建议在钢箱梁分割处沿钢箱梁纵向每隔5米设置一道轻质十字撑以减小扭转效应的影响，十字撑焊接位置如下图所示。图39 十字撑布置示意图5）钢箱梁吊装强度验算图40 钢箱梁整体应力图（a）图41 钢箱梁整体应力图（b）图42 跨中局部应力放大图图43 吊点附近位置应力局部放大图由图中可以看出钢箱梁吊点附近应力最大，为，跨中处的最大应力为。所以吊装时钢板的强度满足要求。1.3.2 工况二稳定性验算工况二：吊装左半片钢箱梁，吊点对称设置在第三道横隔板位置处，即距钢箱梁边4.5m处。1）吊点布置位置图44 左半片钢箱梁吊点纵断面图图45 左半片钢箱梁吊点横断面图2）计算模型图46 左半片钢箱梁工况二计算模型3）吊点内力图47 吊点内力图图48 吊点内力局部放大图由图中可以看出，在工况一的情况下，两个起吊点的内力分别为和，另一侧吊点的内力与其对称。4）钢箱梁吊装扭曲验算图49 钢箱梁整体扭转效应图（a）图50 钢箱梁整体扭转效应图（b）图51 跨中局部扭转效应放大图（a）图52 跨中局部扭转效应放大图（b）由图中可以看出钢箱梁跨中的位移最大，最大值为6.7cm，扭转效应不大，能够满足要求，但是考虑到现场拼装时扭转效应的影响，建议在钢箱梁分割处沿钢箱梁纵向每隔5米设置一道轻质十字撑以减小扭转效应的影响。图53 十字撑布置示意图5）钢箱梁吊装强度验算图54 钢箱梁整体应力图图55 跨中局部应力放大图图56 吊点附近位置应力局部放大图由图中可以看出在此工况下钢箱梁跨中处应力最大为，吊点附近处最大应力为，强度满足要求。小结：吊装左半片钢箱梁时，在工况一下，钢箱梁跨中最大位移为9.1cm，扭转较小；在吊点附近处的应力最大，为121MPa345MPa，在工况二下，钢箱梁跨中最大位移为7.3cm，扭转较小；在吊点附近处的应力最大为96MPa345MPa。均能满足要求。但是建议将吊点按工况二进行设置，且在钢箱梁分割处沿钢箱梁纵向每隔5m设置一道轻质的十字撑。吊装右半片钢箱梁时，在工况一下，钢箱梁跨中最大位移为8.3cm，扭转较小；在吊点附近处的应力最大，为116MPa345MPa，在工况二下，钢箱梁跨中最大位移为6.7c