迈达斯钢便桥应用

1、MIDAS Civil在钢便桥施工中的应用尚振伟 【摘 要】 霍林河2#桥钢便桥位于内蒙古自治区科右中旗境内，该桥横跨霍林河，霍林河常年有水，不通航。通过与中旗水务局协商，同意搭设96m钢便桥。该钢便桥采用面系满铺28a槽钢、纵横梁采用双拼500H型钢、基础采用529mm螺旋管桩形式搭设。本文采用有限元计算软件迈达斯对其进行分析，得出面系、纵横梁的内力及变形，节约计算时间，使计算精度大幅提高，为便桥施工提供较为准确可靠的数据。【关键词】 钢便桥 迈达斯 槽钢 H型钢 螺旋管1 引言2004年国务院批准中长期铁路网规划，造就了我国高速铁路的迅猛发展，近几年我国高速铁路施工林立，由于高铁施工及运营

2、遵循可持续发展策略，减少占用农耕地，成就了大中桥梁施工技术的快速发展。其中很多桥梁需要跨越大沟大河，因此施工过程中的钢便桥被广泛采用。施工前如何根据现场情况科学、合理地进行钢便桥设计与计算，既要保证施工安全又要降低工程成本，成为工程技术人员面临的重要课题。2 工程概况霍林河2号特大桥，起讫里程DK399+704.715DK401+322.185，全长1617米，本桥设计30m墩高H40 m的空心墩身（外坡60:1，内坡85:1）5个；墩高H 40m的空心墩身（外坡45:1，内坡80:1）34个；35:1的实心桥墩8个；1:0的实心桥墩1个；行桥梁采用49-32 m预应力混凝土简支T梁桥式方案。

3、桥墩采用单线圆端形实体桥墩和单线圆端形空心桥墩两种桥墩形式，基础为桩基基础形式。其中36#45#墩位于霍林河河道内，主河道宽85 m，最大水位334.00，钢便桥设计为96 m，从上至下结构形式为：钢管护栏，28a槽钢面系，500双拼H型钢纵梁，500双拼H型钢横梁，529 mm螺旋管桩。3 设计参数3.1结构形式钢便桥设计为96m，从上至下结构形式为：钢管护栏，28a槽钢面系，500双拼H型钢纵梁，500双拼H型钢横梁，529mm螺旋管桩。钢便桥纵梁上部设28槽钢满铺作为面系，横梁上部设纵梁，纵梁采用2H500×200型钢，为防止钢管边缘局部失稳，在钢管顶部开20cm槽，将型钢坐落

4、在槽内，并在型钢下部焊接加强竖肋，加强管壁刚度。横梁施工时应严格控制其水平高差不超过2mm。设计选用630×10mm螺旋管作为基础桩。4 主要检算内容本文着力介绍迈达斯在钢便桥计算中的应用，所以可以简单手算的内容不再详细列出，利用迈达斯的主要检算内容包括：（1）面系28a槽钢的抗弯强度、抗剪强度、刚度。（2）H500×200双拼H型钢横梁的抗弯强度、抗剪强度、刚度。（3）H500×200双拼H型钢纵梁的抗弯强度、抗剪强度、刚度。5 运用迈达斯建模计算5.1 钢便桥计算模型 根据最不利情况对局部面积进行模拟计算，模拟计算建模采取2跨建模，模拟计算尺寸为27m

5、5;6m； 荷载确定 根据本钢便桥实际使用情况，钢便桥面部荷载考虑以下两种主要荷载：钢便桥使用中最主要承受荷载为12m3的混凝土运输车；钢便桥架设时履带吊的荷载。混凝土运输车的轴重大轴距短，双车并行时最不利，所以将其作为计算荷载；将履带吊架梁工况作为检算荷载。1台12m3的混凝土运输车车辆荷载的平面和立面布置如下（参考车型：三一重工生产的SY5250GJB4（9m3欧）：三一重工12 m3砼罐车P1=8t，P2=P3=23t，合计：54t。P1 P2 P3 Pn/2 Pn/2履带吊架梁时荷载平面及立面如下（参考车型：三一重工生产的SCC500E履带起重机，自重50t，最大起吊重量50t）：履带

6、吊自重50t，本项目吊重按50t考虑，合计100t。 100t均布荷载 50t均布荷载 50t均布荷载 材料参数钢弹性模量Es=2.1×105MPa；表1材料许用应力见下表：牌号厚度或直径抗拉、抗压和抗弯抗剪端面承压（刨平顶紧）Q2351621512532516402051204060200115601001901105.2 钢便桥计算计算模拟计算尺寸为27m×6m作为计算模型，利用MIDAS CIVIL 2010计算程序进行验算。计算分以下8个工况进行：表2 钢便桥计算工况一览表编号名称荷载1荷载2组合系数工况1砼罐车跨中无偏载支架自重砼罐车1.2×荷载1+1.

7、3×荷载2工况2砼罐车跨中偏载支架自重砼罐车1.2×荷载1+1.3×荷载2工况3砼罐车支点无偏载支架自重砼罐车1.2×荷载1+1.3×荷载2工况4砼罐车支点偏载支架自重砼罐车1.2×荷载1+1.3×荷载2工况5履带吊跨中无偏载支架自重履带吊1.2×荷载1+1.3×荷载2工况6履带吊跨中偏载支架自重履带吊1.2×荷载1+1.3×荷载2工况7履带吊支点无偏载支架自重履带吊1.2×荷载1+1.3×荷载2工况8履带吊支点偏载支架自重履带吊1.2×荷载1+1.3&#

8、215;荷载2MIDAS CIVIL 2010程序能够通过调整重力系数对支架本身自重进行加载，本例中除开自重外，需加载砼罐车荷载与履带吊荷载。取其最不利位置加载计算。结构及边界条件模拟建模结构为27m×6m连续梁进行计算，钢便桥各个结构构件采用梁单元模拟，面系与纵梁采用固接，纵梁与承重梁采用固结，承重梁与钢管桩采用固接。面系计算 考虑桥面系与纵梁的整体性，桥面系与纵梁一起建模。全部采用梁单元，最大弯矩为工况2处时，最大弯矩为77.1 KN.M图1 面系弯矩图最大应力=M / W=77.1 KN.M / 393cm³=196Mpa<=215 MPa，符合要求。 纵梁计算

9、 最大弯矩为工况8处时，最大弯矩为250.4 KN.M图2 纵梁弯矩图最大应力=M / W=250.4 KN.M / 1841.2×2cm³=68Mpa<=215 MPa，符合要求。最大弯矩为工况8处时，最大剪力为263.2 KN.M图3 纵梁剪力图=QmaxS/Ib=263.2/(43.92×2)×10=30 MPa < 100MPa5.2.3 承重梁计算 最大弯矩为工况8处时，最大弯矩为185.5 KN.M图4 承重梁弯矩图最大应力=M / W=185.5 KN.M / 1841.2×2cm³=50.4Mpa<=215 MPa，符合要求。最大剪力为工况8处时，最大剪力为208.2 KN.M图5 承重梁剪力图=QmaxS/Ib=208.2/(43.92×2)×10=23.7 MPa < 100MPa6 结束语该钢便桥于 2016年10月12日开始搭设，10月26日全部结束。现场技术人员全程监控，确保了施工质量；过程安全未出现任何安全问题。该钢便桥利用MIDAS Civil软件进行结构计算，节省了计算时间，提高了计算精确度，为设计和施工提供了可靠的数据。同时也为今后的钢便桥的的设计施工提供了一个可参考的例子，表明了以MIDA