不同合拢状态温度差轴向应力计算

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Mar.2004

西　部　探　矿　工　程　　　　　　　　　　　　　　　　　　

No.3

对弱轴的惯性矩,取2114cm4;

将以上数据代入(5)式得λe=36.8,则查表得 2=0.898。μ———考虑弯矩因杆件受压而增大所引用的值,取1.4;

M———杆件中部1/3长度范围内最大计算弯矩,M=ql2/24=7.6kN m;

Wm———截抵抗矩,取1758cm3。

图2　临时劲性钢杆件示意图

　　在施工图设计中,临时钢接杆与箱梁内的预埋件采用焊接连接,焊缝高8mm,每条焊缝长60cm。则:

τ=N/(0.7hf∑L)

f

μ、将N、 1、 2、M、Wm的值代入(3)式是σ=311MPa

σ]=126MPa,故临时钢接杆的强度和稳定性均不能保证。> 1[

2.3　墩顶位移

(2)

以上计算均是以主墩刚度足够大,而且在轴向应力作用下墩顶不发生位移为前提的,但设计主墩为薄壁柔性墩,当发生温度变化时,箱梁和钢接杆的变形将使箱梁两端主墩墩顶产生位移。由于中跨两跨同时合拢,5#墩处于力的理论平衡状态,墩顶不发生相对位移;而4#、6#墩墩顶位移量与箱梁和钢杆接杆因温度差产生的变形量之和相等,即:

αδ=△tLg+2tLhl=αg△h△

式中α:g———钢的线膨胀系数,取2×10-5;

——,取1.0×10-5;h—

g,2.;

h,37.5m;其它符号同上。

(6)

式中:N1———由于温度差产生的轴向应力;

hf———贴角焊焊缝高度,取8mm;

∑——焊缝的计算长度,取9.6m。L—f

τ],不能将上述数据代入(2)式得τ=343.8MPa>85MPa=[满足规范要求。只有当焊缝总长达27.2m,即每条焊缝长约

1.7m,才能使焊缝满足抗剪要求,但从施工角度考虑,在短时间

内完成合拢段的临时锁定是有一定难度的。

2.2.2　临时钢接杆计算

若焊缝能够满足抗剪要求,则临时钢接杆也必须满足要求才能保证临时锁定能够正常工作浇筑均在一天气温最低时进行,在温度变化()图3所示。(槽钢自重)。

则:

(6)式得△l=8mm。

3　先边跨合拢3.1　边跨合拢应力计算

岭脚大桥边渡墩顶箱梁底设有盆式橡胶支座,箱梁在温度变化时引起的热胀冷缩产生的轴向应力一部分会因为支座的活动得以释放,

边跨合拢的应力计算图见图4。箱梁因温度变化产生的轴向应力即等于支座的摩擦力:

图3　钢杆件计算图示

σ=N/Am+ 1/ 2μ M/Wm

式中σ:———杆件的弯曲应力;

N———杆件所受的计算轴向应力,取4.62×103kN;

(3)

图4　温度应力计算图示

1———轴凡受压杆件的纵向弯曲系数,可由杆件的长细比λ确定。

λ=L/rx

式中:L———杆件的自由长度,取2.0m;

rx———杆件对强轴的回转半径。rx=

x/Am

(4)

N2=Qf(7)

式中:N———合拢段钢性支撑所受的压力;

Q———合拢段半跨及自由伸缩段梁的自重,取4966kN;f———支座摩阻系数,橡胶支座取0.06。

将以上数据代入(7)得N2=298kN。

(3)得τ=5.5MPa<85MPaσ将N2分别代入(2)、,=8.1MPa

<126MPa,即钢接杆的焊缝、强度和稳定性均能得到保证。3.2　中跨合拢计算分析

式中:Ix———杆件对强轴的惯性矩,取35200cm4;

Am———杆件的截面积,取150cm2。

将以上数据代入(4)式得λ=13.1,经查表得 1=0.9。 2———杆件在主平面内受弯时的纵向弯曲系数,其值可由杆件的计算长细比λe来确定;

λ L/h rx/rye=α式中α:———系数,取1.8;

h———杆件的高度,取40cm;ry———杆件对弱轴的回转半径,rx=

y/Am,其中Iy为杆件

(5)

边跨先合拢后,主梁边跨形成一次超静定结构,当再进行中跨合拢时,过渡也参与了计算。基于箱梁两端主墩墩顶未发生位移,则临时钢接杆所受的轴向应力与先中跨合拢时的中跨临时钢接杆所受的轴向应力相等,即N1。临时钢接杆和焊缝的抗剪验算与先中跨合拢时中跨临时钢接杆相同。但由于主墩为柔性墩,当箱梁因温度差发生变形时,主墩4#、6#墩顶必然发生位

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