吊耳的數(shù)值模擬

陳星州

(四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司， 四川 成都 610000)

0 引言

隨著市政橋梁在各大城市中建設(shè)，臨時吊裝的使用更加頻繁，吊耳作為其中重要承重部位，若安全性以及承載力不足，將會對整個工程造成影響。

1 工程概況

東部某特大橋為跨江的鋼桁架橋，主橋?qū)捊?6米，設(shè)計為雙向八車道。鋼橋面板吊裝節(jié)段寬約40m長18m，吊耳設(shè)計采用Q345的鋼材，板厚主要尺寸為20mm。

2 吊耳的計算

2.1 作用荷載

吊耳所受荷載為節(jié)段以及各類型鋼臨時桿件等結(jié)構(gòu)自重，單個吊耳最大荷載F按式（1）計算。

2.2 吊耳的布置與模擬

吊耳與梁體采用墊板使用高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行鏈接。布置簡圖見圖1。

圖1 吊耳構(gòu)造與布置

計算采用ABAQUS有限元分析軟件，邊界條件，吊耳與上弦桿的鏈接采用接觸的方式，考慮螺栓鏈接使得接觸面緊密相連因此采用綁定的方式。弦桿對稱吊耳布置對稱因此計算采用1/2模型計算，對稱面使用對稱約束，與腹板鏈接處約束所有的平動位移。具體設(shè)置如圖2所示。

圖2 有限元計算模型示意圖

2.3 吊耳的驗算

吊耳板件應(yīng)力計算結(jié)果如圖3所示

1）吊耳強(qiáng)度驗算

吊耳的最大有效應(yīng)力為221.6MPa，表明強(qiáng)度滿足要求。吊耳在工作過程中變形位移為0.8mm，變形較小，表明剛度較大，滿足要求。

2）吊耳焊縫驗算

吊耳焊接形式采用T形接頭焊縫等級為一級。

圖3 吊耳有效應(yīng)力計算結(jié)果（MPa）

T形接頭中，垂直于軸心拉力或軸心壓力的對接焊縫強(qiáng)度，可按式(2)計算：

在同時受有較大正應(yīng)力和剪應(yīng)力處，應(yīng)按式(3)計算折算應(yīng)力：

3 吊裝中對構(gòu)件的影響

根據(jù)不利荷載組合的到結(jié)構(gòu)位移如圖4有效應(yīng)力見圖5。

圖4 上弦桿位移計算結(jié)果（mm）

圖5 上弦桿橫隔板有效應(yīng)力計算結(jié)果（MPa）

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017—2003的要求，構(gòu)件的撓度應(yīng)由計算結(jié)果可知，位移最大出現(xiàn)在上弦桿上翼緣處，其中最大值為小于相關(guān)規(guī)范要求。在吊裝時的最大應(yīng)力為106MPa在彈性范圍內(nèi)且有足夠的安全儲備，因此構(gòu)件在吊裝過程中是安全可行的。

4 結(jié)語

采用本文所述結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工順利，實際測量值與計算值偏差在5%以內(nèi)?？鄢嬎隳M未考慮的情況比如橫隔板對剛度的影響等可以認(rèn)為此偏差值是可以接受的。