矮寨悬索桥桥梁检查车的静态力学性能分析

第36卷?第11期?2014-11(下)?

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矮寨悬索桥桥梁检查车的静态力学性能分析

Analysis of static mechanical characteristics for the bridge

inspection vehicle of the aizhai suspension bridge

史卫朝，王丽洁，徐德凯

SHI Wei-zhao, WANG Li-jie, XU De-kai

（西安理工大学，西安 710082）

摘 要：以矮寨悬索桥桥梁检查车为研究对象，基于有限元方法和结构力学理论，以有限元分析软件

ANSYS为平台，对检查车的整体进行了静力学分析，获得了钢桁梁检查车整体在不同载荷下的应力与位移的分布情况。分析的数据和研究结果为检查车的制造、安装提供了可靠的保障，也为后续类似检查车的结构改进提供了参考依据。

关键词：钢桁梁检查车；ANSYS；Pro/ENGINEER；有限元分析；静力学分析中图分类号：TH123 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2014)11(下)-0051-04Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2014.11(下).14

收稿日期：2014-06-30

作者简介：史卫朝（1981 -），男，陕西西安人，讲师，硕士，主要从事CAD/CAM 技术研究。

0 引言

矮寨特大悬索桥是长沙至重庆公路通道、湖南省吉首至茶洞高速公路跨越矮寨大峡谷的一座特大型桥梁，为吉茶高速公路的控制性工程，如图1所示。矮寨大峡谷谷深坡陡，高差达350m ，地质情况复杂。桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥，主缆孔跨布置为242+l176+116m ，矢跨比1/9.6。主梁为钢桁加劲梁，全长为1000.5m 。主桥横向设2％横坡，桥面系宽24.5m [1]。矮寨大桥为双向四车道高速公路特大桥，设计车速80km/h ，设计汽车荷载为公路1级，桥面设计风速34.9m/s 。

作为大桥的配套设施，钢桁梁检查车对于大桥的安全担负着重要作用，需要克服各种恶劣环境的影响，维修人员要不定期对桥梁进行检查、维修，保证大桥的正常运行。但矮寨特大悬索桥的桥宽为24.5m ，加之桥面的车流的流量大，这样就制约了普通检查车的应用。针对大桥的特点，研制矮寨特大悬索桥的钢桁梁检查车有着重要的使用价值和理论意义。

1 钢桁梁检查车结构

为了方便矮寨特大悬索桥的检查维修，需要在钢桁梁桥下方安装了一台维护检查车，满足施

工及维护需要。为保证桥梁建设和检查车设计安装能保质保量并按期竣工，桥梁施工单位对钢桁梁维护检查车设计（检查车设计荷载为：集中荷载4.5KN ，固定荷载4.5KN ）、制造、安装进行了招标。本课题组成为了检查车的设计、制造、安装的中标方。矮寨悬索桥的标准断面图及其下方安装的检查车如图2所示。

根据设计部门的要求，矮寨特大悬索桥的检查车结合吊栏式和桁架式两种结构的优点，由作业吊栏、悬挂连接结构、走行装置、驱动机构、减速机构、电动手动转换和互锁机构、刹车机构、固定式液压升降平台、移动式液压升降平台、电控部分等组成。走行装置挂在工字钢轨道的下翼上面，作业吊栏通过悬挂连接结构的连接吊杆与走行装置连接。启动电机或摇动手动驱动手把，通过减速机和齿轮传动驱动走行装置带动检查车沿轨道行走。刹车机构固定在走行装置墙板上，转动刹车手轮，把聚氨脂橡胶板紧紧顶在工字钢导轨的腹板上，可以将检查维修车位置固定。

2 钢桁梁检查车有限元模型的建立

钢桁梁检查车有限元模型的建立是有限元分析的前提，建立的合理与否直接影响着后续分析