用《結構力學求解器（SMSolver）》計算掛籃底模托梁探討中鐵五局二公司：江光軍一、問題的提出本人因近期經常進行連續梁橋施工掛籃的設計和計算，在實際工作中對掛籃受力狀況有一些深層次的思考。特別是底模系的托梁（有的稱為：前、后下橫梁），一般為連續梁結構，因為是用鋼吊桿支承的，整個系統都處在一種彈性變形狀態，受力互相影響。怎樣解決這個矛盾，使計算結果盡量接近實際受力狀態，這是值得我們工程施工技術人員認真對待的問題。二、后托梁計算探討1、受力分析后托梁的約束條件為支承在已澆混凝土箱體上的吊桿，一般為4～6根，是一連續梁結構。因為連續梁的所有支座（吊桿）并非剛性支承，吊桿（支座）在荷載作用下會產生豎向位移，超靜定結構支座位移會在結構中產生內力。吊桿受力后將變形伸長，其受力大小是由吊桿的拉伸長度決定的，而且吊桿不能約束托梁向上的位移。如果按剛性支撐計算，恰恰忽略了這兩個決定因素，計算出的結果與實際受力不相符，有時甚至會得出相反的結論，如出現負反力（約束托梁向上的位移）。同時，計算出的變形也遠遠小于實際變形。有的計算者為了避免上述錯誤，將后托梁簡化為簡支懸臂梁（因為簡支梁支座位移不產生結構內力）。即：將箱內支承在底板上的吊桿簡化為兩個支座，箱外翼板上的吊桿較長，受力相對較小，故略去不計。這樣計算的結果雖然避免了按連續梁剛性支承計算的錯誤，但忽略了翼板吊桿的受力，計算結果也是不真實的。吊桿受力與自身的拉伸變形有關。若同一橫梁上的吊桿伸長量相等，當吊桿長度相等時，受力也相等。反之吊桿越長，受力越小，吊桿越短，受力越大，成反比關系。所以，連續梁支座（吊桿）反力應按彈性支承計算（SMSolver軟件有此選項）。2、后托梁按彈性支承計算有關參數彈性支承的主要參數是彈簧剛度K，單位是N/mm，可根據吊桿長度和材料特性用胡克定律ε=σ/E求得。現結合某工程實例計算如下：后托梁外側吊桿支頂在梁面翼板上，長度為：L1=9.05(梁高)+0.8(頂鎬橫梁)+0.9(底模系)=10.75m后托梁箱內吊桿支頂在底板上，長度為：L2=0.8(頂鎬橫梁)+1.08(底板)+0.9(底模系)=2.78m材料為φ32精軋螺紋鋼筋，彈性模量E=2×105Mpa。先求出1m長度的鋼筋拉伸1mm時需要的拉力，然后按反比例計算不同長度拉桿的彈簧剛度。當Δ=1mm時,ε=1mm/1000mm=10-3σ=εE=10-3×2×105Mpa=200Mpa良N干1存=判σ丹A=200×農32塵2勁×跟π羊/4=160云.85KN饞對于外側吊桿赤，津N且外嫂=160.本85×酸=14.96竊3KN孩對于箱內吊桿打，畜N倆內爐=160.8脅5×盞=57.86速KN炕也就是說，外殖側塵吊桿每拉哲伸甩1m波m書，需要命14.963釣k撒N充的拉力。箱內盜吊桿每拉伸棟1mm家，需要汪57.86素k恐N郵的拉力。蘋電算素統一惜以測K缸N攝、謠m套為單位，則彈歌簧的剛度為：爺K勺外鋪=N帆外完/mm=1菊4而.涼963KN/占mm=14朗.所963朝×10準3茅KN/m除K志內浴=N司內膜/mm=舉57.86酒KN/mm=箱57.86渣×10哀3敘KN/m瓶以上為彈簧缸（吊桿）聚豎向剛度。當碌輸入電算軟件除計算時，結構饅的固定端怪彈簧過水平剛度不能輔為患0岔，否則系統將順判定劍該體系為可變拜體系，軟件無掏法進行運況算。屯3指、后托梁受堪力計算送比較技1國）按彈性支承畢計算公根據以上的分摩析，膛略去箱體鋼筋撿混凝土的變形屠不計，鑼后托梁按匯彈性支承撓建立受井力模型，盡結合某工程實脂例，則后托梁飽支座肺為善6勇根吊桿（箱內壁底板塊上畏4串根，頂板翼板選上兩根），秩其荷載及內伴力圖數（電算）柔如下：荷載及反力圖楊圖中支座反力乘即為吊桿所受遮拉力，外側頂顯板翼板上的蠅吊桿澤較長，受力較許小，箱內靠近遠腹板的吊桿比歐遠離腹板的吊炒桿受力大糧。仰符合規律。彎距圖剪力圖位移圖浮標題荒:搶后托梁彈性支漲承位移計算氣桿端位移值瓣(聰乘子講=1)旺------其------班------譯------裹------避------枯------昨------水------破------屈------趕------煌------秋------樂------逆--箭桿端飛1拋需砌房購握置桿端右2佩---晌------惑------散------劍------卷------正------姿--僚------劈------愛------素------芽------消------護-----購卵單元碼沖u末-射水平位移臟v-多豎直位移紡-惡轉角外腰u們-熔水平位移描v-橫豎直位移女-按轉角辮------半------撈------震------住------父------侍------箭------昆------腥------員------念------刮------丑------缺------罩--柄1附0.或000000茫00針-0.017拳35302姻0.茄002711島99藝0.00杰000000肚-0.粱014099子92化0.0027堪0627門2蟲0.愛000000從00-珠0.0140偷9992較0.00朽270627階鞭0.0000材0000脫-0.01全214939爹0.芝002953腥45臭3塞0.脊000000唉00-道0.0121貝4939棉0.00株295345宮下0.0000迎0000公-0.00晉879692礙0.湯003648違30晚4嚴0.咸000000倡00-難0.0087揉9692奧0.00丹364830洗伯0.0000熄0000嫩-0.00然641618例0.翅003164撲80選5較0.傷000000孫00-縮0.0064橋1618叼0.00圾316480筍沿0.0000悉0000星-0.00徹523233反0.逢002453泡26鞏6蠟0.擇000000泉00蘆-0.00剃523233范0.鼻002453卵26左0.00拍000000我-0.棟003085促16-冊0.0000菜0000塊7腥0.松000000攏00-虜0.0030攤8516虛-0.00蛋000000決礦0.0000同0000疼逐-0.005融23233錄-0.0苦024532架6仿8晶0.發000000齊00-那0.0052尖3233述-0.00搜245326驕失0.0000茶0000擱-0.00僵641618施-0.霜003164閑80爆9犧0.蠟000000貢00-俯0.0064保1618飲-0.00喬316480橡六0.0000濫0000息-0.00粘879692碰-0.肥003648咸30旁10工0.吸000000大00-尿0.0087釋9692治-0.00茅364830置棍0.0000傷0000鬧-0.01廁214939搶-0.萬002953資45編11奔0.戰000000題00-貸0.0121銹4939捏-0.00膏295345乳蚊0.0000回0000削-0.01疑409992觸-0.營002706障27條12巾0.撞000000密00-舊0.0140壇9992泄-0.00贏270627罷層0.0000綠0000荒慈-0.017負35302姻-0.吃002711豬99扔------碑------穩------泛------果------糞------治------游------爐------矩------叛------域------車------閣------移------搞--漁從以上位移圖哈（表）攔中可看出，梁逐變形后整體脫裹離了原軸線位胡置，深兩端位移大，羨中間位移小，較方向全部向下蒜，這捏與實際受力變餐形是相符的。劉2妨）按剛性支撐狐計算謊如果按剛性支處承計算志，其荷載及內蜓力圖（電算）般如下：荷載及反力圖彎距圖位移圖息標題月:街后托梁剛性支番承位移計算長桿端位移值予(插乘子末=1)味------封------逐------作------訊------墊------怖------代------閉------寧------尖------宣------刊------攏------趣------竭--出桿端蠻1示怒約李炮亡液桿端幣2躁--媽------吵------級------誕------乞------烘------躁--怪------培------孔------潔------楊------閣------丟------郵財單元碼魚u獵-鍋水平位移洞v-彈豎直位移坦-獲轉角械金u嚴-重水平位移臂v-敬豎直位移朋-染轉角搭------宮------徐------轟------悲------柴------疏------弦------腫------矮------塘------害------橡------塑------駕------辰--谷1鉛0.年000000際00壞0.000浮78342糞-0.握000651飛77傾0.00慌000000沙0.合000000剝00-辰0.0006擇5750蹤2轟0.唇000000餓00燒0.0000蠶0000飾-0.00須065750捧構0.0000吹0000虜-0.00散039591妄-0.逮000375兵20龜3史0.展000000羽00-尊0.0003慶9591蜂-0.00稅037520鄭潛0.0000抖0000隊-0.00振029805纖0.鞭000491葡63羊4肺0.劈000000腸00-韻0.0002朗9805驟0.00滔049163帥性0.0000塔0000擋0.00套000000洗0.擇000206勵94滑5界0.胞000000厲00星0.0000膛0000棋0.00確020694內戒0.0000升0000蕉0.00紋000000經-0.票000158咬71秒6褲0.臣000000布00綁0.000甘00000誼-0.00耳015871耽丸0餅.00000逮000心-0.000附46479波-0.初000000紗00尊7蝕0.備000000萬00漏-0.000喘46479窄-0.鋪000000修00扛0.00陰000000拆擱0.000醫00000須0.轟000158顫71執8澇0.移000000虹00邁0.0000季0000脾0.00廊015871隸羊0.0000夠0000共0.00申000000綁-0.贊000206核94況9吉0.離000000壇00鼓0.0000橡0000繞-0.00燈020694找嘴0.0000渾0000慮-0.00餐029805傷-0.帥000491繳63代10馬0.燃000000善00-俗0.0002氣9805傲-0.00頂049163倡零0.0000潑0000悶-0.00竹039591鉤0.猜000375怒20叢11壇0.苦000000葛00-盞0.0003慈9591歐0.00工037520氏杏0.0000宮0000桿0.00魄000000踏0.球000657久50覺12級0.貧000000冒00保0.0000植0000酒0.00突065750撫埋0.0000寒0000倆劫0.000悼78342格0.0他006517常7峰------蹦------褲------局------彎------滴------網------垮------便------義------乏------訪------教------洞------謝------禁--竟3景）趣計算結果比較占與彈性支承計衛算然比較，剛性支菜承計算出的結沈果差別是顯而濟易見的：管箱內靠近腹板須處的吊桿拉力管是彈性支承的卵兩倍，離腹板腔較遠的衡兩個支座艦（吊桿）躲出現了負反力反；擴彎距圖固中負彎距小了胃很多，尿線形營完全不一樣抬；嚷支點處位移岔為鵝0燭，絹位移院變形為一波浪莊形曲線，而且寬變形值明顯輔偏小很多墻，幾乎認為濱0廁。廈很顯然，這種針計算結果是錯鹽誤的父：脈因為泥吊桿通球過鋼拉伸變形榨伸長不，反力會互相菊傳遞重新分布箭，不可能出現煉負反力孩；繭梁的變形不可腥能著那么小做，梁端與跨中念處富不餅足賴1m腸m廟。禿若按簡支懸臂孟梁計算蜜（計算過程略壟去）巾，哀需蜜將扇箱摟內腰4揪個支座新（吊桿）委合并成兩個支諒座，略去外醒吊桿謎受力休。裳這樣雖然避免崗了出現負反力鞠，囑得出的位移圖脅線型女也吧接近竹彈性支承斯，但席外吊桿所受拉極力人為地加舞給售了濾箱內吊桿承擔違，挖箱探內吊桿拉力如互何分配也是未司知數，如霞果平均分配也伏是不合理的磁，同時也不知隱道梁的真實變辭形狀況驢。摸顯然，灌那島樣桿計算出糟的結果短還撥是演不能令人滿意創。劉三短、往前托梁大計算探討危1令、受力義體系繭分析儲查閱了一些計偉算資料，前托貸梁基本上蜂是剪獨立距計算添的。也有的將指底模系納入統賊一的受力體系題，有采烈用縱有限元軟鵝件超Mida動s災一次完成縱梁作及前、后托梁撤的計算個。項雖然計算方法娃很先進，但規計算凱理念夾有問題桿，因為前托梁于與底模系灌歸于劍同一受力體系濫是不合理的味，厚吊桿支承與后澡托梁一樣，無也不是剛性支東承址。徹前托梁通過前堅吊桿與上努橫梁連接。晌前面上橫梁支承在嬸主桁記架前端支點吼上櫻,病承受前托梁、主內滑梁、外滑菊梁傳遞的吊桿盜力件。雷所以，前托梁伯與前上橫梁的看變形彼此相互啟影響，顯然，私分開計算予是證解決不了這一券矛盾的若。因此