0号块托架的模块化设计

摘要：本文针对高墩连续梁施工中0号块托架结构在实际施工中结构不统一，计算书不规范的特点，运用MIDAS/CIVIL软件对0号块托架进行模块化设计，并根据规范要求对压杆稳定、局部承压、螺栓连接等分别进行了计算，最后用MIDAS/FEA软件对细部结构进行了复核检算，以期在今后的施工中省去设计环节，只需对标准化模型稍作调整便可直接运用到工程实际中，且在施工结束后可重复使用。计算结果表明该标准化模型具有一定的通用性及合理性，对今后的0号块托架设计和施工提供了参考。

关键词：连续梁施工；0号块托架；模块化设计；MIDAS/CIVIL设计；MIDAS/FEA检算

Abstract: Aiming at the high pier continuous beam construction of No. 0 block bracket structure in the actual construction structure is not uniform, characteristics calculation of non-standard, use MIDAS/CIVIL software to carry on the modular design of the 0 bracket, and according to the requirements of stability, local bearing, bolt connection are calculated, finally the software of MIDAS/FEA was used to check the detail structure calculation, design link in order to save in the future construction, only slight adjustment of the standard model can be directly applied to engineering practice, and can be used repeatedly after the construction is finished. The calculation results show that the standard model has certain universality and rationality, as a reference for the design and construction of No. 0 block bracket.

Keywords: continuous beam construction; No. 0 block bracket; modular design; MIDAS/CIVIL design; MIDAS/FEA calculation

中图分类号：[TU997]文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1 引言

预应力混凝土连续梁桥作为一种桥梁结构，以其众多的优点在铁路桥梁的修建中被广泛采用，在目前的施工中往往根据桥型对0号块托架进行独立设计并出具该0号块托架的计算书。由于计算书格式与形式的不统一，给审查及备案工作带来了诸多不便。本文针对铁路桥梁往往根据跨度实行标准化施工图的特殊现状，通过对现有铁路连续梁桥进行结构分析，对0号块托架进行模块化设计，从而将0号块托架模型标准化，并将托架计算书统一化。这样不仅在施工中可以节省大量设计费用，同时对0号块托架的计算书的审查和管理工作节省了大量的时间，对我国大型中铁公司实现集团化、标准化管理做出了贡献。

2 模型设计

2.1模型介绍

随机对本单位施工的50座铁路连续梁桥进行了统计分析，得到跨度为32+48+32m、40+56+40m、40+64+40m、40+72+40m、48+80+48m、60+100+60m为常见的铁路桥梁形式，其余最大跨度为116m、160m、168m的为特殊跨度的连续梁。本文根据得到的统计结果，以常见跨度桥型中60+100+60m跨度桥型为原型，取其中梁高最高为7.85m，梁顶最宽为13.4m的桥型为设计依据，对0号块托架进行了模块化设计，设计模型见下：

图1模型立面图图2模型正视图

图3模型平面图

该托架在设计上以苏通大桥0号块托架作为参考，采用了先进的双片三角架体系，主三角桁片分为三片采用螺栓连接。上部与桥墩相连处采用对拉形式与另一侧托架相连，下部采用在桥墩处预留孔洞，将斜杆斜插入墩身的形式，形成上端铰接，下端固定的受力体系。该体系具有传力清晰，受力明确，且便于运输及安装等特点。

2.2模型构件介绍

本模型共有7种不同杆件相互组合而成，分别是采用I25a的Z1顶部小纵梁、采用300*400钢箱的H1顶部横梁、采用400*500钢箱的K1、采用300*400钢箱的K2托架立杆和K3托架斜杆、采用I20a工字钢的K4托架横梁以及采用C20a槽钢的K5托架斜撑。

图4模型杆件图

表1 构件详细介绍列表

2.3 设计荷载说明

本次设计荷载主要包括0号块混凝土自重、人员机具荷载、模板自重、振捣荷载以及横向的风荷载。以上荷载均按照Z1顶部小纵梁的布置进行分配，重量集中在腹板位置，然后向两侧减少。风荷载考虑长年平均风速6级风荷载进行加载。各个荷载大小及分布用下列图形示意：

图5混凝土自重图6人员机具荷载

图7模板自重图8振捣荷载

风荷载按照规范中风荷载标准值计算公式为：

Fwh=k0k1k3WdAwh

Wd=γVd2/2g

Vd=k2k5V10

式中：k2：B类地形下，离地面或水面50m的风速高度变化修正系数，取1.29

k5：陈风风速系数，对A、B类地表，取1.38

V10：考虑施工中为6级风，风速约为14m/s

k0：设计风速重现期换算系数，特大桥为1.0，施工架设起取0.75，出于安全，本计算取1.0

k1：风载阻力系数，取1.3

k3：地形，地理条件系数，取一般地区，为1.0

Z：距地面高度，取50m

Vd=k2k5V10=1.29*1.38*32=56.97

γ=0.012017e-0.0001Z=0.01196

Wd=0.38

Fwh=1.0*1.3*1.0*0.38*64.805=32KN/m2

风荷载考虑为32KN的力分为4个节点，每个节点施加8KN，均布于托架纵梁K1的Y方向。

图荷载示意图

3 软件分析结果及强度稳定计算

通过MIDAS软件对设计标准化模型进行位移、内力以及应力计算，验算结构是否符合要求。