發(fā)布時間：2020-12-09 23:58

　　針對目前"500噸"級橋梁三角掛籃結構優(yōu)化問題,以重慶高家花園復線橋的三角掛籃為對象,應用結構力學力法推導掛籃各構件應力、形變簡化計算公式,建立了掛籃設計參數(shù)的數(shù)學優(yōu)化模型,并使用遺傳算法實現(xiàn)掛籃最小用鋼量的優(yōu)化求解。通過優(yōu)化分析,使原掛籃在滿足受力要求的情況下用鋼量減少32%。研究發(fā)現(xiàn):使用數(shù)學優(yōu)化模型方法可以高效、可靠地求解得到三角掛籃主桁架各構件的力學效應;三角掛籃主桁各構件工作應力不高,掛籃整體變形是控制設計的主要技術指標;前吊帶剛度對掛籃整體變形影響顯著,在不增加施工難度的前提下使用鋼板或開孔鋼板制作前吊帶,可以減少主桁架的用鋼量并最大限度地降低掛籃整體變形。 

【文章來源】：結構工程師. 2020年04期 第210-217頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

三角掛籃示意圖

當Nr的豎向分量小于F時，縱梁最大彎矩位于主縱梁與立柱的交界位置，大小為F(l+Δl)-Nrlcosθ。反之，主縱梁最大彎矩值在主縱梁與右斜拉帶的交界位置，大小為FΔl。三角掛籃結構的截面形式多采用方管和雙拼槽鋼，可以將雙拼槽鋼簡化為方鋼管并假定方鋼管壁厚為其邊長b的η倍，則通過截面特性的推導可以將方鋼管的抗彎截面系數(shù)W、慣性矩I表示為截面積A的函數(shù)：故主縱梁的最大組合應力值為

懸臂澆筑施工時單箱雙室箱梁使用掛籃一次整體澆注成箱，由于截面寬度達到25 m，長度L為2.5 m的1號塊重量達到484.6 t，傳統(tǒng)掛籃難以滿足施工要求，需要單獨設計掛籃主桁結構。參考以往三角掛籃的相關參數(shù)，主桁架初步選擇由3榀桁架組成，主桁高度取為4.4 m，長度Lg=12.2 m的主縱梁選用雙拼I63b工字鋼（Ag=0.040 m2），立柱、斜拉帶選用雙拼C40a槽鋼（Ac=Ar=0.021 m2），前吊帶采用8根直徑32 mm的精軋螺紋鋼作為中間吊帶、120 mm×30 mm的鋼板作為兩邊吊帶（前吊帶總截面面積Ns=0.013 6 m2），主桁架與前吊帶的總用鋼量為22.15 t。三角掛籃的布置見圖3。依照上述參數(shù)使用Midas/civil建立如圖4所示的有限元模型，主桁架縱梁、立柱、斜拉帶、吊帶、下滑梁、縱梁和下橫梁均使用梁單元模擬，但立柱、斜拉帶、吊帶需要釋放梁端轉動約束，基于條分法將梁段自重等效為梁單元均布荷載并施加于滑梁和下縱梁上，上橫梁與主縱梁之間設置為彈性連接的剛性連接約束，掛籃后錨點和下錨點設置為固定約束。


本文編號：2907696