桥面吊机支架核算的有限元简化计算法

曾传皓

（重庆交通大学，重庆　４０４１００）

摘要：

在桥面吊机专项施工方案支架核算中，吊车和吊机的加载通过简化方式计入梁单元建立的有限元模型中，使建模计算简化且达到较高的计算精度。本文依托实际工程阐述其简化过程和加载后支架的强度、刚度和稳定性的核算。

关键词：

支架核算；简化计算；荷载分配１引言：

在需要预制吊装主梁的大跨径桥梁施工中，大桥面型吊机是常用的工程设备，且需要编制专项施工方案和进行核算。而在常规的有限元桥梁整体模型的建模中，支架和主梁为建模和计算的方便，往往是梁单元建立，但在桥面吊机的加载过程中，将吊机荷载直接加载碗扣支架或主梁上时，有限元软件计算会造成应力集中的结果，导致核算结果失真。本文则采用了将吊机的集中荷载进行合理的分解，逐级将其分配于碗扣支架上，从而使计算结果达到实际核算目的。

２工程概况

该方法依托于高家花园轨道专用桥桥面吊机专项施工方案支架核算。高家花园轨道专用桥位于轨道环线沙正街站和玉带山站区间，南起沙坪坝区玉带山轻轨隧道，自南向北跨越嘉陵江后接江北石马河，止于玉带山轻轨隧道，为一座总长约５８３ｍ的跨江特大桥，采用（５１＋６９＋３４０＋６９＋４７）双塔双索面混合梁斜拉桥，边跨为混凝土箱梁，中跨为钢箱梁。

桥面吊机上桥阶段发生在边跨施工完成后的主梁吊装阶段。图　１为支架立面及主梁自重分布图。

图 1支架立面及主梁自重分布图（kN/m）北边跨Ｐ３￣Ｐ４间支架平台共设５个临时墩，编号Ｐｂｂ－１临时墩为索塔下横梁钢管支架；编号Ｐｂｂ－２临时墩位于北滨路南侧；编号Ｐｂｂ－３临时墩位于北滨路北侧；编号Ｐｂｂ－４临时墩位于Ｐ４辅助墩小桩号侧；另外在Ｐｂｂ－４临时墩小桩号侧设置一排拼装临时墩。Ｐｂｂ－２临时墩共有两排钢管立柱，每排４根，其中小桩号侧为φ８２０×１０钢管，大桩号侧为φ１２２０×１４钢管，大小桩号立柱中心间距４．５ｍ，立柱横桥向中心间距依次为５．５５ｍ、５．４ｍ、５．５５ｍ；Ｐｂｂ－３与Ｐｂｂ－２相对于北滨路对称布置，其小桩号侧为φ１２２０×１４钢管，大桩号侧为φ８２０×１０钢管。

支架平台上部结构Ｐｂｂ－１和Ｐｂｂ－２之间以及Ｐｂｂ－３和Ｐｂｂ－４之间主纵梁采用单层贝雷梁，横桥向分别布置４１片和３４片组，梁底标高２０５．０ｍ；Ｐｂｂ－２和Ｐｂｂ－３之间主纵梁采用钢箱梁，单根长２８ｍ，每个支点处往外悬出１．０ｍ，单根梁分为３节，节段长度分别为９．０ｍ、１０．０ｍ和９．０ｍ，横桥向布置４根主梁，梁底标高亦为２０５．０ｍ，距北滨路顶约９．２ｍ，净空高度满足要求。贝雷主纵梁上方采用Ｉ１０工字钢横向分配梁，间距６０ｃｍ，同碗扣支架顺桥向立杆间距；钢箱梁上方采用

Ｉ２５ａ工字钢横向分配梁，间距亦为６０ｃｍ。

３简化计算方法

吊机和吊车荷载加载采用简化计算方法，如图　２所示箱型主梁梁高约３米，在桥纵向上吊机和吊车轴压以集中荷载加载在主梁上表面，将轴压以４５度扩散角分配到碗扣支架上，纵向分配以后，轴力分配在了６ｍ范围内的纵向区域，由于碗扣支架的间距在１￣１．２米之间，可视为轴力荷载分配在力学模型的６片横梁上，采用平均分配的方式。

图 2 轴力纵向分配

在横梁受力分析中，若将图　２分配后荷载直接加载在横梁上，则会造成应力集中且也不符合实际工程规律。本文采用Ｍｉｄａｓ　Ｃｉｖｉｌ框架模型计算碗扣支架对横梁的支反力，如吊机及吊车支反力计算　，并将计算出数值后反向作用于计算模型的碗扣支架上。吊机和吊车的支反力如图　３至图　５所示

图 3 吊机前轴支反力

图 4吊机后轴支反力

图 5吊车支反力

本次验算中，只需验证吊机和吊车作用在Ｐｂｂ－１￣Ｐｂｂ－２及Ｐｂｂ－２￣Ｐｂｂ－３两跨跨中位置的作用情况。即为支架和贝雷

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教育教学·EDUCATION

素质教育背景下中学地理课堂教学方法探索

曹淑青

（信阳师范学院城市与环境科学学院，河南　信阳　４６４０００）

“依据人类的发展以及社会发展的各种需要，目的是提摘要：

高所有学生的基本素质，以尊重学生主体以及主动精神、注重开发学生的智慧潜能、形成学生的健全个性为特征的教育”是当前素质教育的实质。本文是通过分析中学地理常用的教学方法，调查一系列素质教育在中学地理教学中的实施情况来探索素质教育背景下的地理教学方法。

素质教育；中学地理；地理课堂；教学方法关键词：

素质教育已提出和推行了数十年，在这期间素质教育引言：

在中小学教学中，无论是知识的传播还是具体的实施上都取得了一定的成果。随着地理新课标的实施，中学地理在教学方面就要符合改革要求。积极探索教学方法，有利于提升学生的创新精神和实践能力，激发学生对地理学习的兴趣，促进学生综合素质的发展。地理教育研究者和教师应该站在素质教育的最前沿，积极分析和探索适合提升学生综合素质的教学方法。

１　地理素质教育概述

1.1素质教育的含义

明确素质教育的概念对地理的教学有着很大的促进作用。教育最根本的目的就是培养出社会发展所需要的人才。由于时代不同，对人才标准就会有不同的要求。当前素质教育的实质为：依据人类的发展以及社会发展的各种需要，目的是提高所有学生的基本素质，以尊重学生主体以及主动精神、注重开发学生的智慧潜能、形成学生的健全个性为特征的教育［１］。

1.2地理素质的含义和特点

地理素质即一个人在地理方面的综合素质，包括地理知识、能力和思想三方面的素质。地理素质教育具有塑造新时代人文精神新时代的人文精神、培养宏观、综合、开放的地理思维模式，以及通才教育的优势［２］。

２　中学地理教学常用方法分析

地理教学方法是指向于特定的教学目标、受特定教学内容

所制约，是师生所共同遵循的教与学的操作规范，是采用符合教育和认知规律的一系列活动方式、步骤、手段和技术的总和［３］

。地理教学方法包括了教的方法以及学的方法两个方面。地理新课程教学常用的具体方法有以下几种。

2.1讲授法

讲授法是地理教师通过口头的语言，向学生讲述、讲解或者是讲读地理知识、发展学生智力的一种方法。这种方法是地理教师过去最常用的教学方法，对学生而言，它是典型的接受式学习方法。

这种教学方法的优点是地理教师可以经济地同地、同时向许多人传授知识，容易掌握并且经济适用、安全可靠。虽然这种方法运用最广，但是它并不适宜教授全部的地理主题，即使有的主题可以用讲授法，但往往不是最佳方法。素质教育要求转变这种对学生来说过于接受性的学习方法。

2.2地图法

此种教学方法是目前中学地理教学中被广泛使用的一种方法。它是通过剖面图、地图及其他示意图，教师传授给学生学习地理知识、培养学生在读图、用图方面的技能的教学方法。

因为地图是地理学研究的重要手段与表达方式，因此地图法是一种及其重要的教学方法，教师在教学中应当加以重视。

2.3讨论法

讨论法是以全班或小组为单位，在教师的指导下，围绕一个中心问题，经过不同学生的不同观点的共同探讨，使学生们相互启发，集思广益地学习的一种教学方法。

讨论法有利于调动学生学习的主动性以及积极性，使学生不仅在思维的灵活性、独立性以及敏捷性方面得到提高，而且通过讨论也锻炼了口语表达的能力。但是在讨论过程中，每个学生对待问题的观点不一样，就会产生许多意想不到的问题。所以，在使用讨论法时，需要学生具备相关知识，并且要求在短时间内，抓到问题的实质并进行分析、推理、论证以及得出结论。这对学生来说是一个极为重大的挑战。

另外，地理课堂教学方法还有启发法、案例教学法等。

梁的最不利位置。

４支架复核验算内容及验算结果

在计入了主梁自重的基础上，吊机和吊车荷载根据简化后作用于Ｐｂｂ－１￣Ｐｂｂ－２及Ｐｂｂ－２￣Ｐｂｂ－３两跨跨中位置，Ｍｉｄａｓ／Ｃｉｖｉｌ得出表　１和表　２的计算结果。

表 1 Pbb-1~Pbb-2跨分析结果

表 2 Pbb-2~Pbb-3跨分析结果

化建模计算的作用，在实际操作中可有较高的运用价值。参考文献

[1]JTJ021-89,公路桥涵设计通用规范(S).

[2]重庆市轨道交通环线工程（一期）施工图设计.

支架中没有出现应力集中的现象，结论：由计算结果可以看出，

有限元软件分析结果可直接反应支架在考虑吊机和吊车荷载作用下的强度、刚度和稳定性。该方法在支架计算中起到了简

作者简介：曾传皓；性别：男；名族：汉；籍贯：四川内江；

职务/职称：无；学历：研究生；单位：重庆交通大学；研究方向：桥梁有限元计算。

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