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运架一体机箱梁架设工况下桥墩结构受力分析

日期：2014-12-31 12:33:29　来源：互联网　浏览数：
　

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随着城市化进程的不断加快，路桥施工工程也在不断的增多，这不仅有利于我国社会经济的发展，还给人们的出行带来了极大的便利。不过，我们在对这些路桥工程进行施工的过程中，由于受到各方面因素的影响，使得路桥工程施工的质量受到严重的影响。为此人们就采用运架一体机箱梁架设的方法，来对其施工质量进行有效的控制。下面我们就对运架一体机和在不同工况下桥墩结构受力分析的相关内容进行介绍。
    1· 运架一体机的概述
    1.1 运架一体机的定义。所谓的运架一体机也被人们称之为流动式架桥机，它是当前路桥工程施工中常用的工程机械设备。目前这种机械设备在实际应用的过程中，主要是将运梁结构和架梁结构集于一身，这就使得运梁一体机设备的使用寿命得到有效的提高，而且和传统的架桥设备相比，运架一体机设备在使用时也存在着许多的明显的优势。
    1.2 运架一体机设备的特点。目前，我们通过对运架一体机实际的应用，发现运架一体机设备主要有以下几个方面的特点：第一，施工方法比较简便，而且在实际箱梁结构使用的过程中，也不会对周围相关的设施造成伤害；第二，在工程施工的过程中，如果发现施工项目中存在着一定的质量缺陷，施工人员就可以随时通过运架一体机设备架设的方法，来对其问题部分进行及时的处理，这样不仅可以有效的提高工程施工的质量，还能进一步节省工程施工的成本；第三，和传统的架桥设备相比，这种设备在实际应用的过程中，不仅可以有效的减轻桥梁结构的质量，还能大幅度提升工程施工的效率，从而使得工程施工项目可以按时顺利完成。
    2 ·工程案例
    某铁路客运专线采用运架一体机架梁，共计67 孔。其中型号为WE-SC900 h 运架一体式架桥机用于900 t 混凝土箱梁从梁场到架桥位的吊运，并在桥位架设该箱梁。它可以携带导梁机轻易地从一个施工工地转移到另一个工地，它可以吊着混凝土箱梁穿越客运专线遂道，在未铺道碴的路基及已架好梁的桥面上行驶，对路基及桥面不造成任何损害。本机可利用设备自身功能和辅助装置，进行工地间的转移及通过单跨、多跨连续现浇梁段，架设该梁段的前后孔混凝土箱梁。
    3·运架一体机运行时最不利工况分析
    在该工程施工中，技术人员根据设计单位所提供的“桥墩位置及支承荷载示意图”和“运架一体机各工况支点力”，桥墩有三种受力工况，它们分别为：
    工况A：所承受的均布荷载最大为1875kg／cm2(即1875 MPa)；工况B：所承受的总荷载最大为760t，均布荷载也较大为1827kg／cm2；而工况C，所承受的总荷载为430t，支点均布荷载也较小。对三种工况相比较而言，工况A 和工况B 为受力不利状态，因此该文只对工况A和工况B 进行检算。
    3.1 实体墩计算。.
    3.1.1 计算模型。
    本标段有三种实体墩，(0～4)m 矮墩，(6～11)m 墩，(12～17)m 中高墩，(18～27)m 高墩。鉴于架桥机作业时，支腿直接作用在墩顶，因此主要关注其局部应力分部情况，故选择(6～l I)m 等截面墩进行分析，取墩高为10 m。采用大型通用有限元分析软件ANSYS 建立墩身模型(三维几何模型见图1所示)，采用实体单元Solid65 对墩身进行离散化建立结构计算模型，共划分为1l 30541 个单元。

    3.1.2 工况A
    工况A 作用下在支腿处作用均布荷载l 87 5 M Pa，桥墩处于偏心受压状态。竖正向应力分布，最大压应力为113 MPa；第一主应力，最大拉应力为287MPa，第三主应力，最大压应力为1 26 MPa。根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》，C 35 混凝土偏心受压的容许应力为l18 MPa，且规定计算主力加附加力时可提高30％，当检算架桥机架梁产生的应力时，可再提高10％，即在架桥机作用下其容许应力为118 X13×11=169 MPa，因此满足规范要求。而且在我们在对其支腿局部承压情况进行分析的过程中，通过相关的技术方法将其局部的压力进行计算，得出局部压应力为18.75MPa。
    3.1.3 工况B
    工况B 作用下在支腿处作用均布荷载1827 MPa，桥墩处于偏心受压状态。竖正向应力分布，最大压应力为218 MPa，拉应力526MPal，最大主拉应力为782 MPa；第三主应力，最大主压应力为218MPa。根据相关的计算方法，在架桥机作用下其容许应力为118X13×11=169 MPa，因此不满足规范要求。支腿下为局部承压，其局部压应力为1827 MPa。
    3.2 结果分析
    3.2.1 本计算分析系根据运架一体机构造图及各工况支点力、墩身设计图纸及其他相关资料，对运架一体机的三种工况进行检算。
    3.2.2 根据相关的理论数据分析，我们发现在工况B中，引起支腿所承受的压应力比较框架桥墩结构的边缘，这就使得桥墩结构的局部所受到的压应力比较大，因此我们为了满足工程施工的相关规范，使其施工质量符工程设计的相关标准，我们就要采取相应的措施对在工况B 下桥墩结构的局部应力进行适当的减小。
    3.2.3 我们在对工况B 进行施工处理的过程中，由于其桥墩结构所承受的压应力比较的大，因此我们也可以采用运架一体机设备，来对桥墩所接触的面积进行提升，这样就有效的提高了桥墩结构在工况B 下的局部应力，以确保在工况B 下桥墩结构的正常运行。