桁架双导梁架桥机承载力荷载试验

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1、228管理施工城市道桥与防洪2011年8月第8期桁架双导梁架桥机承载力荷载试验王来林(兰州建设工程交易中心，甘肃兰州730030)摘要：基于工程实例，对桁架双导梁架桥机建立了空间有限元计算模型，采用国际先进的桥梁专用有限元程序——MIDAs，对导梁进行静力计算和分析，分别计算了各种试验工况中结构的应力和位移，并和实测结果进行分析对比，据此对架桥机的承载能力和整体工作性能进行鉴定和评估，其方法可供同类项目参考。关键词：桁架；架桥机；有限元；应力；位移；承载力；荷载试验中图分类号：U445．36文献标识码：B文章编号：1009—7716(2011)08—0228—0

2、3纲》和相关规范的要求以及架桥机的实际构造情O前言况，采用空间有限元法对该架桥机的导梁主桁进行结构的静载试验是将静荷载(一般为设计荷理论计算分析，建立了空间有限元计算模型分别载)作用在导梁结构上的指定位置而测试结构的计算了各种试验工况中结构的应力及位移，以便与静应变(应力)、静位移以及其它试验项目，从而推实测结果进行对比，并据此对桁架双导梁架桥机的断导梁结构在荷载作用下的工作状态和使用能承载能力和整体工作性能进行检定和评估。力；对导梁结构的承载能力和安全性能等内容进为了能够真实地反映主桁结构的空间受力状行综合评估。本次测试及检定的工作对象为兰州态，本次使用国际先

3、进的桥梁专用有限元程七里河黄河大桥维修加固(改造)工程中使用的桁序——MIDAs建立空间有限元模型对其进行静力架双导梁架桥机主桁结构。计算和分析，模型结构共分为303个结点、170个梁单元、133个桁架单元。1主要技术标准2．1基本假定(1)架桥跨径：不大于42m为了能够较准确地反映结构的实际受力情(2)额定最大起吊重量：90t(40m)况，根据结构的具体构造，在计算模型中作了如下(3)桥宽：不限假定：(1)以空间梁单元来模拟主梁结构；(2)以(4)最大纵坡：±5％杆单元来模拟腹杆和横撑构件。(5)抗风力：不大于6级2．2有限元法主要步骤(6)有效起吊高度：5．

4、7m(1)结构离散化。根据结构特点和选定的单元(7)架设弯桥半径：不小于420ITI类型，划分单元和结点，并对结点和单元予以编号。(8)结构件最大重量：5500kg(2)结构描述，选定整体坐标系。输入确定结(9)整机质量：148t构几何、材料、荷载和支承条件的全部数据、各种(10)整机功率：70．6kW信息及有关的控制变量等参数。(11)最大使用功率：22kW(3)单元特性计算。根据单元类型、单元结点(12)外形尺寸：70000mmX7874mm×7760mm号、结点坐标系及有关信息，分别计算出局部坐标架桥机主桁标准节如图1所示。系下的单元刚度矩阵和等效结点荷载

5、等。(4)组集结构总刚度矩阵和荷载总矢量。(5)求解结构静力平衡方程组，计算所有的未知结点位移。(6)根据单元结点位移和单元刚度矩阵计算图1架桥机主桁标准节布置图各个单元应力。2理论计算分析计算模型、结点及单元划分如图2所示。为便于对比分析，理论计算结果列入表1。根据《桁架双导梁架桥机静载测试与检定大收稿日期：2011-05—103静载试验方法及工况作者简介：王来林(1965一)，男，甘肃宁县人，硕士，高级工程师，从事桥梁设计研究工作。根据架桥机额定起重量并结合理论分析结果2011年8月第8期城市道桥与防洪管理施工229试验以吊装桥北第一跨的挂梁的重量为试验荷载

6、，分别作用在主桁结构的各个控制截面上，以测试各控制截面的应变和位移。3．2测试截面及测点布置首先采用国际大型结构分析软件——MIDAs对架桥机的导梁进行数值分析，根据内力(挠度)图2架桥机导梁计算模型影响线和设计荷载情况确定不同布载方式下的控制截面，然后根据控制截面确定测试截面。确定适当的加载工况，测试各种工况作用下导梁根据架桥机主桁的实际工作情况，架桥机工主桁架各控制截面上各个测点的应力和挠度，了作时为单跨简支结构，跨径为27m。本试验将主解该导梁的静力强度、刚度状况，对该架桥机承载桁支点间的1／4截面、跨中截面、3／4截面作为控能力进行评估，从而判断该桥的工

7、作性能。制截面。3．1试验荷载的确定测试截面的内力(弯矩)是通过应变量测来反本次试验荷载的确定以《产品合格证明书》为映的，而测试截面的挠度则是通过精密全站仪来依据，根据《桥式起重机型式试验细则》(TSG测量的。Q7OO2—2007)对架桥机进行荷载试验。位移测点及应变测点布置如图3所示。表1导梁主桁各测点竖向位移理论值、实测值、及各测点刚材应力(MPa)理论值、实测值及校验系数230管理施工城市道桥与防洪2011年8月第8期(1)无论是对称加载还是偏心加载，架桥机导位移点△位移测点△梁跨中的静挠度均小于(vsG特种设备安全技术规范》(TSGQ7002—2007)

8、规定的计算跨径的S／40