跨度468m公路正交异性板桥面简支钢梁桥工程施工组织设计方案Word下载.docx

1、4、 计算恒载和计算车辆荷载作用下的桥面板、U肋、主梁、横梁的最不利应力；5、 验算全桥的挠度和桥面板、U肋、主梁、横梁的最不利应力，必要时调整梁高和板厚。第2章 桥面板单元模型建立2.1 结构计算模型全桥用ANSYS 10.0 软件建模，采用空间板单元shell63与实体单元solid45组合进行建模。具体建模时考虑如下：1 桥梁中央分割带和人行道的具体重量和作用位置未予具体考虑，行车道、人行道、分隔带等桥面结构统一考虑成全桥宽70mm 厚的沥青混凝土铺装；2 沥青混凝土桥面铺装建立成实体单元。沥青混凝土的容重为24.0kN/m。由于不考虑桥面沥青混凝土板对桥梁刚度的贡献，取沥青混凝土的弹性

2、模量为2100MPa；3 钢板梁的顶板，U 型加劲肋，横梁，主梁等均采用板单元建模，不采用自由划分网格，而是采用人工控制网格划分，其中人工控制划分又以控制线的划分尺寸为最高级别控制。钢材的容重取为78.5kN/m3，弹性模量取为210000MPa。4 采用无质量的长方体来传递轮胎的轴重；5 在支座处用实体单元模拟支座垫板，全桥模型的支撑体系按简支梁施加为点约束。建立的几何模型图 21所示。图 21 全桥计算几何模型网格划分采用自由划分网格和人工控制划分网格相结合的方式，其中人工控制划分又以控制线的划分尺寸为最高级别控制。划分网格后的有限元模型如图 22所示。a） 划分后的顶板模型b） 划分网格

3、后的U肋模型c） 划分网格后的横梁模型d） 划分网格后的主梁模型e） 划分网格后的计算模型图 22 划分网格后的计算模型2.2 结构边界条件桥梁支撑处约束关键点的位置如图 23所示（即垫板下面中间的关键点）。图 23 约束关键点位置结构边界条件施加情况下如图 24所示。图 24 边界条件2.3 构件截面尺寸全桥构件截面尺寸如表 21所示。表 21 构件截面尺寸（单位：m）构件BHT顶板19.5-0.014U型加劲肋-0.008横梁腹板1.50.012横梁翼缘0.3主梁腹板30.026主梁翼缘0.150.046沥青混凝土铺装410.072.4 结构计算模型参数汇总全桥计算模型参数汇总如表 22所

4、示。表 22计算模型参数汇总单元厚度（m）弹性模型（MPa）容重（kN/m3）shell6321000078.50.0250.045支座垫板solid450.2000.070210024第3章 横载作用下的应力及竖向变形结构恒载包括结构的自重与二期恒载。二期恒载包括桥面铺装和人行道的重量，考虑为桥面70mm 等厚的沥青混凝土铺装来计算。3.1 顶板的应力和竖向变形恒载作用下顶板的纵向应力如下图 31所示。图 31 恒载作用下顶板的纵向应力（最大压应力为41.551MPa）恒载作用下顶板的横向应力如下图 32所示。图 32 横载作用下顶板的横向应力（最大横向应力39.952MPa）恒载作用下顶板

5、的von Mises应力如下图 33所示。图 33 恒载作用下顶板的von Mises应力（最大von Mises应力为43.429MPa）恒载作用下顶板的竖向变形如图 34所示。图 34 恒载作用下顶板的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）3.2 U肋的应力及竖向变形恒载作用下U肋的纵向应力如下图 35所示。图 35 恒载作用下U肋的纵向应力（最大压应力为29.021MPa）恒载作用下U肋的横向应力如下图 36所示。图 36 恒载作用下U肋的横向应力（最大拉应力为17.326MPa）恒载作用下U肋的von Mises应力如下图 37所示。图 37恒载作用下U肋的von Mises应力（最大

6、von Mises应力29.834MPa）恒载作用下U肋的竖向变形如图 38所示。图 38 恒载作用下U肋的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）3.3 横梁腹板的应力和竖向变形恒载作用下横梁腹板的横向应力如图 39所示。图 39 恒载作用下横梁腹板的横向应力（最大压应力为27.024MPa）恒载作用下横梁腹板的剪应力如图 310所示。图 310 恒载作用下横梁腹板的剪应力（最大剪应力为-9.401MPa）恒载作用下横梁腹板的von Mises应力如图 311所示。图 311 恒载作用下横梁腹板的von Mises应力（最大von Mises应力为24.573MPa） 恒载作用下横梁腹板的竖向

7、变形如图 312所示。图 312 恒载作用下横梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.048）3.4 横梁翼缘的应力和竖向变形恒载作用下横梁翼缘的横向应力如图 313所示。图 313 恒载作用下横梁翼缘的横向应力（最大横向应力为39.276MPa） 恒载作用下横梁翼缘的von Mises应力如图 314所示。图 314 恒载作用下横梁翼缘的von Mises应力（最大von Mises应力为52.335MPa）恒载作用下横梁翼缘的竖向变形如图 315所示。图 315 恒载作用下横梁翼缘的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）3.5 主梁腹板的应力和竖向变形恒载作用下主梁腹板的纵向应力如图 316所

8、示。图 316 恒载作用下主梁腹板的纵向应力（最大拉应力为97.921MPa） 恒载作用下主梁腹板的剪应力如图 317所示。图 317 恒载作用下主梁腹板的剪应力（最大剪应力为30.267MPa） 恒载作用下主梁腹板von Mises应力图 318所示。图 318 恒载作用下主梁腹板von Mises应力（最大von Mises应力为110.669MPa） 恒载作用下主梁腹板的竖向变形如图 319所示。图 319 恒载作用下主梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）3.6 主梁翼缘的应力和竖向变形恒载作用下主梁腹板的纵向应力如图 320所示。图 320 主梁腹板的纵向应力（最大拉应力为9

9、8.883MPa） 恒载作用下主梁腹板的von Mises应力如图 321所示。图 321 恒载作用下主梁腹板的von Mises应力（最大von Mises应力为98.947MPa） 恒载作用下主梁腹板的竖向变形如图 322所示。图 322 恒载作用下主梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）第4章 恒载和跨中最不利活载作用下的应力及变形4.1 车辆荷载钢板简支梁桥跨径为46.8m,桥面宽19.5m,两侧人行道各2.0m,中央分割带宽0.5m。按照计算要求，两侧分别布置一个行车道，根据公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）4.3来确定车辆荷载横向和纵向的加载位置。图 41和图

10、42为规范规定的车辆荷载横向和纵向布置原则。图 41 车辆荷载的立面、平面尺寸（单位：图 42 车辆荷载的横向布置（单位： 车辆的轴重按均布压力荷载加载在相应的位置，根据公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004 4.3计算车辆前轴、中轴和后轴的压力荷载。分别为： 本计算采用单向四车道，根据公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004 4.3.7，应考虑横向折减，查公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004 4表4.3.1-4可知折减系数应取0.67. 根据公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004 4.3.2，钢桥应考虑汽车冲击力，本设计取冲击力系数为1.3. 故车辆前轴、中轴、后轴的压力荷载

11、应在原有的数值的基础上乘以折减系数和冲击系数，压力值为： 活载布置如图 43所示。图 43 活载布置图4.2 顶板的应力和竖向变形顶板的应力和竖向变形如图 44至图 411所示。图 44 活载作用下顶板的纵向应力（最大应力为70.118MPa）图 45 荷载组合作用下顶板的纵向应力（最大应力为111.693MPa）图 46 活载作用下顶板的横向应力（最大压应力为42.354MPa）图 47 荷载组合作用下顶板的横向应力（最大压应力为71.941MPa）图 48 活载作用下顶板von Mise应力（最大von Mises应力为53.437MPa）图 49 荷载组合作用下顶板的von Mises应

12、力（最大von Mises应力为104.579MPa）图 410 活载作用下顶板的竖向变形（最大竖向变形为0.043m）图 411 荷载组合作用下顶板的竖向变形（最大竖向变形为0.089m）4.3 U肋的应力和竖向变形U肋的应力和竖向变形如图 412至图 419所示。图 412 活载作用下的U肋的纵向应力（最大压应力为56.330MPa）图 413荷载组合作用下的U肋的纵向应力（最大纵向压应力为78.095MPa）图 414 活载作用下的U肋的横向应力（最大压应力为35.527MPa）图 415 荷载组合作用下的U肋的横向应力（最大拉应力为38.480MPa）图 416 活载作用下的U肋的von Mises应力（最大von Mises为64.076MPa）图 417 荷载组合作用下的U肋的von Mises应力（最大von Mises应力为93.933MPa）图 418 活载作用下的U肋的竖向变形（最大竖向变形为0.043m）图 419 荷载组合作用下的U肋的竖向变