崇啟大橋頂、底及腹板穩(wěn)定計算書

崇啟大橋(施工圖設計階段)頂、底及腹板穩(wěn)定計算設計計算書設計人:日期:核對人:日期:審核人:日期:一、結(jié)構(gòu)概述崇啟大橋鋼箱梁支點處梁高為9m，底板厚42mm，腹板厚28mm；跨中處梁高為4.8m，頂板厚18mm，U型加勁肋厚8mm，懸臂端板為12mm；本報告主要驗算跨中位置的頂板、支點位置的底板及腹板的穩(wěn)定。二、設計規(guī)范1．《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60-2004)2．XX市橋梁設計荷載標準》(CJJ77-98)3．《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50017-2003)4．《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(JTJ026-86)5．《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002)6．《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50205-2001)三、主要材料及性能指標主要鋼構(gòu)件采用Q345D。四、結(jié)構(gòu)分析穩(wěn)定計算分析采用ANSYS10.0程序。1、跨中頂板穩(wěn)定分析a、計算模型計算模型:模型選擇沿橋軸縱中心線取8.4m的頂?shù)装?、腹板以及它們的加勁肋。模型網(wǎng)格尺寸頂板及U肋，端板均為0.1m(參考鐵科院的研究報告)；其它位置為0.2m。計算荷載及邊界:主梁一端固結(jié)約束；另一端主梁形心位置施加240000kN.m的彎矩:圖1幾何模型圖2有限元模型b、計算結(jié)果圖3一階失穩(wěn)模態(tài)(屈曲安全系數(shù)4.71)結(jié)果評價:從上面結(jié)果圖形可以看出，一階失穩(wěn)安全系數(shù)為4.71，出現(xiàn)在頂板的懸臂端板，為與獨立頂板結(jié)構(gòu)計算結(jié)果比較，分別建立了頂板懸臂段和兩腹板之間段(模型邊界條件、荷載等均與鐵科院報告統(tǒng)一)，計算結(jié)果如下:圖4頂板懸臂段幾何模型圖5頂板懸臂段有限元模型圖6懸臂端板一階失穩(wěn)模態(tài)(屈曲安全系數(shù)4.13)圖7頂板兩腹板之間幾何模型圖8頂板兩腹板之間有限元模型圖9兩腹板之間一階失穩(wěn)模態(tài)(屈曲安全系數(shù)8.3)計算結(jié)果表明:頂板懸臂位置一階失穩(wěn)出現(xiàn)在懸臂端板，穩(wěn)定系數(shù)大于4；兩腹板之間的頂板一階失穩(wěn)為U肋失穩(wěn)，穩(wěn)定系數(shù)大于8?？缰形恢迷谧畈焕龔澗刈饔孟拢€(wěn)定安全系數(shù)最小的位置為懸臂端板。對跨中整個結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析中，計算至50階(穩(wěn)定系數(shù)為7.9，仍為懸臂端板)仍未出現(xiàn)腹板失穩(wěn)，跨中位置剪力很小，故此處腹板穩(wěn)定安全較大，不作有限元分析。2、支點底板穩(wěn)定分析a、計算模型計算模型及邊界條件、荷載均與鐵科院報告中相同圖10幾何模型圖11有限元模型b、計算結(jié)果圖12一階失穩(wěn)模態(tài)(屈曲安全系數(shù)25.2)結(jié)果評價:從上面結(jié)果圖形可以看出，一階失穩(wěn)安全系數(shù)為25.2，安全系數(shù)較大。3、支點腹板穩(wěn)定分析a、計算模型計算模型:支點附近的高腹板在彎矩和剪力共同作用下，穩(wěn)定問題較為突出。模型根據(jù)橋梁實際結(jié)構(gòu)布置建立支點兩側(cè)各11.5m。計算荷載及邊界:支座處豎向約束，并為防止計算奇異，一側(cè)支座處約束橫向和縱向。根據(jù)主要組合的計算結(jié)果為支點剪力為1700t，彎矩為62800t.m，換算成兩側(cè)分別加載1700t剪力和43250t.m的負彎矩。圖13幾何模型圖14有限元模型b、計算結(jié)果圖15一階失穩(wěn)模態(tài)(屈曲