钢结构输煤栈桥设计及力学问题分析

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1、夏卫国等：钢结构输煤栈桥设计及力学问题分析79钢结构输煤栈桥设计及力学问题分析夏卫国，王风祺，张锐(山东建筑大学，济南250101)【摘要】本文介绍了山东省莱芜市钢结构输煤栈桥的设计及力学问题分析。设计中分别采用平面结构的计算方法对栈桥桁架进行分析，运用STAAD．PRO采用空间受力体系对输煤栈桥行整体计算分析。介绍了栈桥的方案选取、结构选型、结构计算以及支座节点和基础设计。【关键词】输煤栈桥设计；空间整体架构；有限元分析；滑动支座【中图分类号】TU392【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)09—0079—021工程概况恒载：上

2、弦0．9kN／mz，下弦1．4kN／m本工程为山东省莱芜市钢结构输煤栈桥，通过对实地活载：上弦0．5kN／m2，下弦1．2kN／m2的勘察与提供的相关材料，初步选取栈桥跨度为80m，起点场地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为7度，设计地震加速为除铁间中心线，标高为5．6m；终点为煤仓转运站，填埋后度值0．15g，设计地震分组为第二组，建筑抗震设防分类为的设计标高与路面相同，应业主要求终点皮带机标高为35．乙类。00m。综合考虑造价各方面等因素，栈桥支架初选钢框架。(3)荷载组合。根据现行国家荷载规范，荷载组合考确定了最后设计方案。图1为栈桥立面示意图。虑了恒

3、载为主的组合、活载为主的组合以及风荷载组合。2栈桥上部结构设计荷载分项系：恒载取1．2／1．35；活载取1．4；风载取1．4；(1)计算简图。一般对于输煤栈桥采用平面结构方地震取1．3。荷载组合系数：活载取0．7；风载取0．6。法的方式进行计算分析，由前后垂直平面桁架承受由顶部(4)构件设计。用STAAD．PRO软件建立栈桥空间和底部结构传来的竖向荷载，桥面和屋面按楼层梁设计传模型，如图2所示。在计算模型中把面荷载转化为线荷载，递竖向荷载和水平风荷载，两端支座处由两个平面刚架承荷载标准值为：上平面节点恒载为5kN，节点活载为8kN；下受由前后垂直支架

4、和顶部与底部梁格传来的垂直和水平荷平面节点恒载为8kN，节点活载为20kN。节点z向风荷载载。本设计采用STAAD．PRO利用空间受力体系整体计算为3．5kN。先按各标准值计算，得出结果按上述荷载组合模型进行三维计算分析。其中栈桥杆件采用三维梁单元，方式进行组合。根据各组合值分析，应力最大发生在主梁桥面采用板单元。屋面采用刚度大的支撑模拟其刚度。材跨中，此外端柱和支座附近斜杆应力较大，部分轴向力为压料为钢材，弹性模量为2．06X10N／mm2，密度为7800kg／力的单元组合应力最大值，部分轴向力为拉力的单元组合m；所有构件之间部分刚接部分铰接。输煤

5、荷载按线荷载应力最大值。最后根据计算分析结果和规范构造要求，确形式加在相应面梁上。定本栈桥为封闭式运煤栈桥，结构高度为35．00m。端刚架(2)荷载取值和场地类别。根据建设单位提供的数采用HW350×350，上下主梁采用HM340X250。侧面竖杆据，结合GB50009—2010(建筑结构荷载规范》，荷载取值采用L150X12双十字角钢，斜杆采用L100×10和L125X10如下：两种等边角钢组合。上下水平次梁也采用HM200X200与基本风压：0．45kN／m2主梁刚接，支撑采用L100X10角钢组合。基本雪压：0．30kN／m图1栈桥立面图图2栈

6、桥空间模型(5)刚度分析。计算整体结构在各种荷载作用下的对整体结构作谱分析。分别按、l，、z三个激励方向输入节点位移，部分节点位移值。将外力转化为节点质量单元，反应谱，分析结构的节点位移，节点的组合位移为自重荷载徐如泉等：某博览中t~,--期钢结构安装施工技术854计算模拟分析行走要求。(1)胎架受力分析。支撑胎架平面尺寸1．2m×5结语1．2m，设计高度H20m，承担的主结构重量取30t(标准值)；本工程钢结构张弦梁采用“临时支撑双组合胎架、分三胎架主肢采用D114X8，斜缀条、抗扭缀条及水平缀条采用段高空散装、吊机上楼面吊装”施工工艺，分区域流水

7、施工，D42×3，顶部分配梁采用HW200×200×8×12，传力梁采用合理地选择吊装工艺，编织了严谨的施工方案，进行严格管双排HW200×200×8×12，杆件材质均为Q235B；经计算，理和精心施工，得到业主、监理的充分认可，取得了良好的胎架受力满足要求。社会经济效益，也对对今后类似工程的建设具有较好的参(2)大型吊机上楼面分析。根据徐工160t汽车吊的考价值。行驶状态技术参数及轮胎的外形尺寸，对1、2#馆4．5mX4．5m的双向板进行承载力校核时，根据160t汽车吊吊机行参考文献走的实际情况选取不利的几种工况，具体荷载布置及计算结果如下：[1]

8、吕李清，等．大跨度体内预应力张弦梁结构的施工技术[J]．施工技术，2008，4(37)：61—63[2]刘芳