建于淺覆蓋強(qiáng)風(fēng)化層上的施工棧橋結(jié)構(gòu)分析

趙明宇 黃志強(qiáng) 張文韜 趙國棟

1.沈陽工業(yè)大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院 遼寧 沈陽 110000；2.中交路橋北方工程有限公司 北京 100024；3.中交路橋建設(shè)有限公司 北京 100024

鋼棧橋作為臨時(shí)施工通道，主要承受汽車移動(dòng)荷載、施工荷載和流體壓力。鋼棧橋在工藝上靠焊接等方法把縱梁、橫梁和橋面鋼板等焊接在一起作為一個(gè)受力整體，有著結(jié)構(gòu)受力體系清晰、裝配式施工快捷、工期較短等優(yōu)點(diǎn)。在我國的橋梁、大壩、港口及渡船碼頭等工程中得到了大量應(yīng)用[1]。

棧橋結(jié)構(gòu)經(jīng)過多年的發(fā)展，已有諸多學(xué)者對其進(jìn)行了研究。龐瑞等[2]對某國家糧食儲(chǔ)備庫的鋼結(jié)構(gòu)輸送棧橋進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對該對象進(jìn)行了三維空間數(shù)值模擬分析，結(jié)果表明三維數(shù)值比二維數(shù)值分析更加有效全面。楊小軍[3]分析了采煤區(qū)桁架、電廠煤炭輸送桁架結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，驗(yàn)算桁架結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載、豎向荷載、活荷載下的破壞情況。Mieszko等[4]以一座鋼結(jié)構(gòu)棧橋?yàn)檠芯繉ο螅L期監(jiān)測其受力數(shù)據(jù)，對橋梁主桁架結(jié)構(gòu)的抗疲勞性做了相應(yīng)研究。

目前，Midas軟件被廣泛使用在鋼棧橋的計(jì)算分析中，其計(jì)算結(jié)果也得到行業(yè)內(nèi)的認(rèn)可。沈波等[5]、田娥等[6]用Midas軟件對鋼棧橋進(jìn)行分析計(jì)算。周立強(qiáng)[7]對某拱橋進(jìn)行荷載試驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬，并對各種工況進(jìn)行確定和計(jì)算。劉歡[8]對東河大橋進(jìn)行理論分析、數(shù)值模擬和荷載試驗(yàn)相結(jié)合，從而對橋梁的安全性作出評估。由上可知，對棧橋的研究大都基于受力監(jiān)測和數(shù)值模擬，從而對棧橋的受力狀態(tài)進(jìn)行分析。

某高速接線工程面臨著大落差、水上無運(yùn)梁通道和大縱坡運(yùn)梁的施工難題。為解決水上無運(yùn)梁通道的施工難題，經(jīng)商議決定搭建臨時(shí)鋼棧橋作為運(yùn)梁通道。另外，棧橋所在的逕口水庫因常年流水沖刷造成河床覆蓋層較少或無覆蓋層，岸區(qū)地質(zhì)為斜截面強(qiáng)風(fēng)化巖層，且河床存在2.3%的坡度，因此該棧橋的承載能力需要驗(yàn)證。

本文采用荷載試驗(yàn)和數(shù)值模擬對運(yùn)梁鋼棧橋進(jìn)行監(jiān)測和受力分析，以期為類似工程提供參考。

1 鋼棧橋結(jié)構(gòu)形式

運(yùn)梁鋼棧橋共2聯(lián)，第1聯(lián)長27 m，第2聯(lián)長90 m。本文只計(jì)算第2聯(lián)。棧橋承重梁為雙拼40#工字鋼，分配梁為22a#工字鋼，棧橋面板為20#槽鋼倒扣，鋼管樁為φ630 mm×8 mm鋼管。棧橋上部結(jié)構(gòu)為6排2組標(biāo)準(zhǔn)貝雷梁。鋼棧橋除貝雷梁為Q345鋼材外，其余均采用Q235鋼材。

2 棧橋荷載試驗(yàn)測試

2.1 測試目的

荷載試驗(yàn)是結(jié)構(gòu)檢測中重要的方法和手段，它是對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行直接加載，以了解結(jié)構(gòu)在荷載作用下的實(shí)際工作狀況，對結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行評定。

荷載試驗(yàn)分為靜力荷載試驗(yàn)和動(dòng)力荷載試驗(yàn)。靜力荷載試驗(yàn)是指將靜止的荷載作用于橋梁上的指定位置，以便能夠測試出結(jié)構(gòu)的靜應(yīng)變、靜位移以及裂縫等，從而推斷橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作狀態(tài)和使用能力。

動(dòng)力荷載試驗(yàn)是指采用動(dòng)力荷載以測出結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，從而判斷出橋梁結(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載下受沖擊和振動(dòng)的影響。動(dòng)力荷載產(chǎn)生的動(dòng)力效應(yīng)一般大于相應(yīng)的靜力效應(yīng)。

為保證運(yùn)梁鋼棧橋能夠滿足運(yùn)梁需求的穩(wěn)定性和安全性，需要對鋼棧橋進(jìn)行荷載試驗(yàn)。

2.2 測試方案及加載設(shè)備

經(jīng)過現(xiàn)場查看和商議，采用行車試驗(yàn)測試方案。

荷載試驗(yàn)的加載設(shè)備為：25 t汽車吊，整車質(zhì)量為30 t；SH160型內(nèi)燃固定平臺(tái)式運(yùn)梁車，整車質(zhì)量為90.5 t；50型裝載機(jī)，整車質(zhì)量為17 t。

測試方案為：

1）利用50型裝載機(jī)，從第2聯(lián)第7跨開始，設(shè)置等間距7～10個(gè)停車點(diǎn)（基本是在分配梁處），每個(gè)停車位靜止5～10 s，進(jìn)行準(zhǔn)靜載試驗(yàn)測試。

2）利用25 t汽車吊，從第2聯(lián)第7跨開始，設(shè)置等間距7～10個(gè)停車點(diǎn)（基本是在分配梁處），每個(gè)停車位靜止5～10 s，進(jìn)行準(zhǔn)靜載試驗(yàn)測試。

3）利用SH160型內(nèi)燃固定平臺(tái)式運(yùn)梁車，運(yùn)載25 m標(biāo)準(zhǔn)箱梁，從第2聯(lián)第7跨開始，設(shè)置等間距7～10個(gè)停車點(diǎn)（基本是在分配梁處），每個(gè)停車位靜止5～10 s，進(jìn)行準(zhǔn)靜載試驗(yàn)測試。

2.3 測點(diǎn)布置

運(yùn)梁鋼棧橋測點(diǎn)主要分布在棧橋的承重梁、分配梁、鋼管樁、剪刀撐和貝雷片位置。其中測點(diǎn)具體布置情況如下：運(yùn)梁棧橋第2聯(lián)第7跨與第8跨聯(lián)結(jié)處設(shè)置承重梁應(yīng)變片，鋼管樁、剪刀撐應(yīng)變片，以及分配梁弦式應(yīng)變片；運(yùn)梁棧橋第2聯(lián)第8跨設(shè)置分配梁跨中位移計(jì)、貝雷片位移計(jì)以及貝雷片應(yīng)變片。

3 測試結(jié)果分析

3.1 荷載試驗(yàn)結(jié)果分析

在運(yùn)梁車荷載作用下，主要測點(diǎn)的應(yīng)變和位移變化曲線如圖1所示。

由鋼管樁樁身應(yīng)變曲線看出，由于鋼管樁需要承擔(dān)棧橋上部結(jié)構(gòu)自重，所以一直處于受壓狀態(tài)。在運(yùn)梁車靠近測點(diǎn)、經(jīng)過測點(diǎn)和遠(yuǎn)離測點(diǎn)這個(gè)過程中，鋼管樁壓應(yīng)變分2次增長。當(dāng)運(yùn)梁前車經(jīng)過測點(diǎn)時(shí)，應(yīng)變急速增長到最大值99 με，前車遠(yuǎn)離測點(diǎn)時(shí)，應(yīng)變回落到10 με。運(yùn)梁后車經(jīng)過測點(diǎn)，壓應(yīng)變再次增加到99 με，運(yùn)梁后車遠(yuǎn)離測點(diǎn)后，鋼管樁壓應(yīng)變逐漸趨近0。說明荷載的施加位置對鋼管樁樁身應(yīng)變影響非常明顯。在運(yùn)梁前車和后車經(jīng)過測點(diǎn)時(shí)，樁身應(yīng)變增加89 με。

承重梁的作用是承受荷載并將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給鋼管樁。同時(shí)，承重梁也起到了約束鋼管樁的作用，減小鋼管樁水平兩側(cè)位移，避免鋼管樁向兩側(cè)偏移過大而導(dǎo)致棧橋失穩(wěn)。由樁頂承重梁跨中應(yīng)變變化曲線（圖2）可知，測試過程中承重梁的跨中應(yīng)變是拉應(yīng)變，跨中承重梁處于受拉狀態(tài)，其拉應(yīng)變的峰值為169 με。承重梁在鋼管樁的支承作用下，相當(dāng)于一根跨中受拉的簡支梁。

圖1 鋼管樁樁身應(yīng)變變化曲線

圖2 樁頂承重梁跨中應(yīng)變變化曲線

經(jīng)過測試，測得在運(yùn)梁車荷載作用下棧橋第2聯(lián)第8跨相鄰跨跨中分配梁的跨中位移最大值為0.45 mm，第2聯(lián)第8跨分配梁跨中位移最大值為0.44 mm（圖3）。由此可以得知，在運(yùn)梁車荷載作用下，分配梁跨中位移最大值非常接近。在運(yùn)梁車荷載作用下，棧橋貝雷片的應(yīng)變變化曲線如圖4所示。

由圖4可知，運(yùn)梁棧橋第8跨第4、第5列貝雷片在運(yùn)梁車荷載作用下，其應(yīng)變主要是拉應(yīng)變，說明第4、第5列貝雷片在荷載作用下受拉，其拉應(yīng)變峰值為37 με。

第4、第5列貝雷片的受力情況較為復(fù)雜，測試開始階段，貝雷片受拉，但在20～100 s之間受壓，且峰值為10 με，然后壓應(yīng)變逐漸減小為0，由受壓變?yōu)槭芾?。拉?yīng)在50 s內(nèi)快速增長，并在380 s時(shí)達(dá)到峰值76 με、52 με，之后拉應(yīng)變減小。

圖3 跨中分配梁豎向位移

圖4 棧橋貝雷片應(yīng)變變化曲線

棧橋第4、第5列貝雷片屬于豎腹桿，豎腹桿的作用為增強(qiáng)抗剪能力與結(jié)構(gòu)支撐。在本次測試中，發(fā)現(xiàn)靠近橫橋向外側(cè)的豎直腹桿一直受拉，橫橋向內(nèi)側(cè)豎直腹桿的受力狀態(tài)隨著荷載位置的變化而不斷變化。豎直腹桿連接著上下弦桿，當(dāng)弦桿兩端受到豎直荷載時(shí)，腹桿和弦桿的剛節(jié)點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致腹桿受拉。

在實(shí)際工程中，棧橋上下弦桿還連接支撐角鋼。支撐角鋼作為聯(lián)結(jié)件，和棧橋主體結(jié)構(gòu)形成一個(gè)受力整體，共同承擔(dān)上部荷載，并約束貝雷片的側(cè)向扭轉(zhuǎn)。這就使貝雷片同時(shí)受到支撐角鋼提供的力，受力情況復(fù)雜，特別是內(nèi)側(cè)貝雷梁，聯(lián)結(jié)桿件多，受力更加復(fù)雜，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)貝雷片受力狀態(tài)不斷變化。

在汽車吊荷載作用下，在汽車吊向測點(diǎn)靠近的過程中，第4、第5列貝雷片拉應(yīng)變穩(wěn)定增長，在到達(dá)測點(diǎn)，也就是在300 s和400 s之間出現(xiàn)20 με左右的上下波動(dòng)。這種現(xiàn)象是由汽車吊在經(jīng)過該處測點(diǎn)時(shí)，反復(fù)停車和啟動(dòng)引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)導(dǎo)致的。

建筑工程中的振動(dòng)影響主要有3類：地震，風(fēng)振，機(jī)械、交通及環(huán)境振動(dòng)。本次測試中的振動(dòng)屬于第3類振動(dòng)，雖然該類振動(dòng)對結(jié)構(gòu)自身的影響較小，但存在著一定的危險(xiǎn)性。當(dāng)載重較大的車輛在棧橋上反復(fù)停車或啟動(dòng)，其引起的振動(dòng)會(huì)造成構(gòu)件應(yīng)力變化不規(guī)律，加速構(gòu)件的損壞。因此，當(dāng)車輛載重較大時(shí)，需減少在棧橋上停車的次數(shù)。

3.2 運(yùn)梁棧橋結(jié)構(gòu)荷載測試試驗(yàn)計(jì)算分析

靜力試驗(yàn)荷載可按控制內(nèi)力、應(yīng)力或變位等效原則確定，靜力荷載試驗(yàn)結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)ζ的計(jì)算按式（1）進(jìn)行。

式中：Se——試驗(yàn)荷載作用下主要測點(diǎn)的實(shí)測彈性變位或應(yīng)變值；

Sc——試驗(yàn)荷載作用下主要測點(diǎn)的理論計(jì)算變位或應(yīng)變值。

靜力荷載試驗(yàn)結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)ζ是試驗(yàn)荷載作用下測點(diǎn)的實(shí)測彈性變位或應(yīng)變值與相應(yīng)的理論計(jì)算值的比值。ζ值小于1時(shí)，代表橋梁的實(shí)際狀況要好于理論狀況。

靜力荷載試驗(yàn)結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)ζ的計(jì)算結(jié)果如表1和表2所示。

表1 運(yùn)梁鋼棧橋荷載試驗(yàn)測試結(jié)果1

表2 運(yùn)梁鋼棧橋荷載試驗(yàn)測試結(jié)果2

由表1和表2可知：

1）運(yùn)梁棧橋各測點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)在裝載機(jī)、汽車吊和運(yùn)梁車3種荷載作用下均小于1，說明該棧橋滿足安全要求。

2）距離第8跨第4列貝雷片1.5 m處測點(diǎn)位移的校驗(yàn)系數(shù)接近1，說明該處結(jié)構(gòu)滿足安全要求，但已經(jīng)接近使用極限。在運(yùn)梁工程中，3種荷載不應(yīng)同時(shí)作用在運(yùn)梁棧橋上。

4 數(shù)值模擬分析

因?yàn)樵诤奢d試驗(yàn)中，某些結(jié)構(gòu)位置不便于粘貼應(yīng)變片，如角鋼，所以無法得到這些位置的應(yīng)變變化。為得到類似結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，對棧橋進(jìn)行數(shù)值模擬，作為對荷載試驗(yàn)的結(jié)果補(bǔ)充。

4.1 運(yùn)梁棧橋模型建立

選取中間的三跨棧橋進(jìn)行三維空間建模，并對各種桿件賦予各自材料特性：棧橋的鋼橋面板通過板單元模擬，其他單元均采用梁單元模擬；面板單元和分配梁單元、分配梁單元與貝雷梁單元采用彈性連接。鋼管樁的底部采用剛性節(jié)點(diǎn)。棧橋模型共2 794個(gè)節(jié)點(diǎn)，4 132個(gè)單元。

鋼棧橋所受荷載需根據(jù)實(shí)際施工情況確定。此鋼棧橋主要行駛車輛為質(zhì)量約90 t（900 kN）的運(yùn)梁車，運(yùn)梁車荷載布置如圖5所示。

圖5 運(yùn)梁車荷載布置示意

由于棧橋位于水庫內(nèi)，故需要考慮流水壓力對鋼管樁的影響。根據(jù)資料，流水壓力為14.4 kN。

風(fēng)荷載對鋼棧橋的影響不容忽略。鋼棧橋工作地點(diǎn)的施工風(fēng)速為37.4 m/s，基本風(fēng)壓為1.242 kN/m2。

本文采用的荷載組合為：自重＋900 kN運(yùn)梁車＋流水壓力＋風(fēng)荷載。

對棧橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬計(jì)算，棧橋結(jié)構(gòu)模型如圖6所示。棧橋上的行車方向?yàn)閳D中左側(cè)到右側(cè)。為使計(jì)算結(jié)果更加接近實(shí)際情況，棧橋的模型存在2.3%的坡度。

圖6 運(yùn)梁棧橋模型

該棧橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度采用容許應(yīng)力法，材料的各項(xiàng)參數(shù)如表3所示。

表3 材料參數(shù)

根據(jù)JGJ 025—1986《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，臨時(shí)結(jié)構(gòu)可在容許應(yīng)力的基礎(chǔ)上乘以1.3的擴(kuò)大系數(shù)。

4.2 計(jì)算結(jié)果分析

4.2.1 鋼棧橋上部結(jié)構(gòu)分析

棧橋的上部結(jié)構(gòu)主要是貝雷梁，貝雷梁的上下弦桿提供抗彎能力，斜腹桿提供抗剪能力，豎腹桿的作用為增強(qiáng)抗剪能力與結(jié)構(gòu)支撐，且3種類型構(gòu)件的相互影響作用很小。

取圖6模型中的中間跨弦桿進(jìn)行分析。以所選取的順橋向首個(gè)上下弦桿節(jié)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。不同位置的順橋向上下弦桿應(yīng)力變化曲線如圖7、圖8所示。

圖7 上弦桿應(yīng)力變化曲線

圖8 下弦桿應(yīng)力變化曲線

由圖7可知，橫橋向的3根上弦桿的應(yīng)力均呈現(xiàn)同升同降的趨勢。其中上弦桿應(yīng)力的最大值74.5 MPa出現(xiàn)在橫橋向第2根上弦桿12 m處，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他2根上弦桿的最大值49.9 MPa和49.3 MPa。

當(dāng)運(yùn)梁車荷載作用在橋面上時(shí)，6根上弦桿發(fā)生不同程度的彎曲變形，所提供的抗彎能力也不同，橫橋向第2和第4根上弦桿為承擔(dān)豎向荷載作出的貢獻(xiàn)相對較大。這是運(yùn)梁車豎向荷載的作用位置所造成的。從荷載作用圖可知，運(yùn)梁車荷載作用位置距離第2和第4根上弦桿較近，導(dǎo)致應(yīng)力值偏大。

由圖8可知，下弦桿應(yīng)力最大值77.4 MPa出現(xiàn)在橫橋向第2根下弦桿起始節(jié)點(diǎn)處，且3根下弦桿相同距離處的應(yīng)力值非常接近。說明荷載作用位置對棧橋下弦桿的受力狀態(tài)的影響并不明顯。

運(yùn)梁鋼棧橋上下弦桿應(yīng)力最大值77.4 MPa＜最大許用應(yīng)力（200 MPa），因此鋼棧橋的上部結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求。

對棧橋結(jié)構(gòu)中的支撐角鋼進(jìn)行強(qiáng)度分析。支撐角鋼在運(yùn)梁車荷載作用下的應(yīng)力情況如圖9所示。

由圖9可知，水平支撐角鋼的最大應(yīng)力值為29.1 MPa。豎直支撐角鋼的最大應(yīng)力值為21.9 MPa。另外，上下水平角鋼的應(yīng)力呈反對稱分布。豎直支撐角鋼的應(yīng)力從左到右依次減小。其中圖9左側(cè)豎直支撐角鋼處于棧橋貝雷梁內(nèi)側(cè)，右側(cè)支撐角鋼處于貝雷梁外側(cè)。由此可以得知，棧橋在承受運(yùn)梁車荷載時(shí)，連接貝雷梁內(nèi)側(cè)的豎直支撐角鋼應(yīng)力值較外側(cè)豎直支撐角鋼應(yīng)力值大。說明在保持棧橋上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性中，內(nèi)側(cè)支撐角鋼比外側(cè)支撐角鋼起到了更重要的作用。

4.2.2 鋼棧橋下部結(jié)構(gòu)分析

在運(yùn)梁車荷載作用下，鋼管樁樁身會(huì)產(chǎn)生一定的水平位移和豎向位移。分別取位移值最大的2根樁的位移情況進(jìn)行分析，如圖10所示。

圖9 支撐角鋼應(yīng)力

圖10 鋼管樁水平位移變化曲線

由圖10可知，在運(yùn)梁車荷載作用下，鋼管樁樁身的順橋方向水平位移最大值并沒有出現(xiàn)在樁頂，而是出現(xiàn)在樁頂以下1 m位置處，其值為0.7 mm。這是因?yàn)殇摴軜对诔惺苌喜拷Y(jié)構(gòu)傳來的荷載時(shí)，樁頂會(huì)產(chǎn)生一定程度的彎曲變形，該變形導(dǎo)致樁頂以下位置產(chǎn)生和樁頂水平位移反方向的位移，并且呈現(xiàn)受拉狀態(tài)。另外，樁身的水平位移呈倒三角形分布，由于鋼管樁樁底的約束作用，樁底位移為0。

由鋼管樁應(yīng)力變化曲線（圖11）可知，鋼管樁最大應(yīng)力值22 MPa出現(xiàn)在樁頂以下1 m，并且是拉應(yīng)力，這也說明當(dāng)鋼管樁承受荷載時(shí)，在樁頂1 m處發(fā)生了彎曲變形，導(dǎo)致鋼管樁一側(cè)受拉。隨著鋼管樁長度的增加，拉應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力，且應(yīng)力值迅速減小，并在10 m處減小至2.5 MPa。

由鋼管樁軸力變化曲線（圖12）可知，鋼管樁的軸力和鋼管樁長度呈線性的關(guān)系。隨著長度的增加，在樁底部達(dá)到最大軸力44 kN，并且軸力呈正三角形分布。在只存在風(fēng)、水和自重荷載情況下，鋼管樁受到風(fēng)、水荷載水平力作用，樁底部彎矩值最大，彎矩疊加導(dǎo)致鋼管樁底部軸力最大。同時(shí)，風(fēng)、水荷載導(dǎo)致鋼管樁局部出現(xiàn)拉應(yīng)力。

圖11 鋼管樁應(yīng)力變化曲線

圖12 鋼管樁軸力變化曲線

4.2.3 鋼棧橋荷載試驗(yàn)和數(shù)值模擬數(shù)據(jù)對比

將鋼棧橋現(xiàn)場荷載試驗(yàn)得到的貝雷梁豎向位移和數(shù)值模擬計(jì)算得到的貝雷梁豎向位移進(jìn)行對比。現(xiàn)場對第4列貝雷片的豎向位移進(jìn)行監(jiān)測，為方便比較，取數(shù)值模擬中相同位置的貝雷片豎向位移。位移變化曲線如圖13、圖14所示。

圖13 運(yùn)梁車荷載試驗(yàn)中的貝雷梁豎向位移變化曲線

圖14 數(shù)值模擬中的貝雷梁豎向位移曲線

由圖13、圖14可知：荷載試驗(yàn)得到的貝雷梁最大豎向位移為0.55 mm；數(shù)值模擬得到的貝雷梁最大豎向位移為0.51 mm；荷載試驗(yàn)和數(shù)值模擬二者得到的貝雷梁最大豎向位移相差0.04 mm，可以認(rèn)定基本相同；每一跨棧橋結(jié)構(gòu)的豎向位移變化表現(xiàn)為由兩端向跨中增加，且在跨中節(jié)點(diǎn)處取得最大值。

荷載試驗(yàn)得到的最大豎向位移和數(shù)值模擬得到的最大豎向位移非常接近，說明鋼棧橋在數(shù)值模擬中的受力接近實(shí)際工作中的棧橋受力，本次數(shù)值模擬的結(jié)果可以作為該棧橋荷載試驗(yàn)的結(jié)果補(bǔ)充。

經(jīng)荷載試驗(yàn)和數(shù)值模擬驗(yàn)證，建于淺覆蓋強(qiáng)風(fēng)化層上的施工棧橋的穩(wěn)定性滿足安全要求，且安全富余量較大，這在一定程度上造成了材料的浪費(fèi)。為減輕這種現(xiàn)象，該棧橋貝雷梁部分的材料可以更換為Q235鋼材，從而增強(qiáng)工程的經(jīng)濟(jì)性。另外，運(yùn)梁車在經(jīng)過該施工棧橋時(shí)，應(yīng)勻速通過，避免突然剎車和加速，以減小對棧橋的影響。

5 結(jié)語

基于運(yùn)梁鋼棧橋的靜力荷載試驗(yàn)和數(shù)值模擬，可以得到以下結(jié)論：

1）在運(yùn)梁車荷載、汽車吊荷載和裝載機(jī)荷載的分別測試下，運(yùn)梁鋼棧橋各測點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)均滿足安全要求，運(yùn)梁鋼棧橋可以正常使用。

2）運(yùn)梁鋼棧橋鋼管樁樁頂以下1 m處，鋼管樁出現(xiàn)拉應(yīng)力，這是由于鋼管樁承受上部結(jié)構(gòu)荷載導(dǎo)致彎曲變形和風(fēng)、水荷載作用引起的。

3）計(jì)算結(jié)果顯示棧橋上弦桿最大應(yīng)力為74.5 MPa，下弦桿最大應(yīng)力為77.4 MPa，皆小于材料的容許應(yīng)力200 MPa，滿足強(qiáng)度要求。

4）上下水平支撐角鋼應(yīng)力呈現(xiàn)反對稱分布；在保持棧橋上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性中，內(nèi)側(cè)豎直支撐角鋼比外側(cè)豎直支撐角鋼起到更重要的作用。

5）鋼棧橋荷載試驗(yàn)得到的貝雷梁最大豎向位移為0.55 mm，鋼棧橋數(shù)值模擬得到的貝雷梁最大豎向位移為0.51 mm。二者數(shù)值接近，數(shù)值模擬的結(jié)果可以作為棧橋荷載試驗(yàn)結(jié)果的補(bǔ)充。