袁勇 潘月宇 孙玉杰

【摘要】本文简要介绍桁架跨越的断面形式，以倒梯形和倒三角形为例，分析了空间桁架建模的3种形式。

【關键词】 断面形式，空间桁架，有限元分析

前言

桁架跨越是长输管道工程中较常用的方式之一。适宜“∨”型冲沟及中小型河流。桁架跨越方式具有受力明确、技术成熟，在国内、外的设计、施工中得到了广泛的运用。

1、 断面形式选择

桁架跨越按断面形式通常采用分为矩形、梯形、倒梯形、正三角形、倒三角形等5种，桁架工程设计统计数据表明，在钢材用量方面，对于同跨度、同荷载设计条件下，梯形和倒梯形断面比方形断面少用钢材4%～8 %， 倒三角形比方形断面少用钢材8 %～15 % 。由此可见，倒三角形和倒梯形桁架断面形式不但结构轻巧、易于管道安装及人员通行，而且最经济。根据力学原理，对于均布荷载作用下的简支梁， 最大弯矩M = qL2/ 8 ，最大弯矩出现在简支梁的正中间，两侧的弯矩变化呈抛物线形变化。

靠近支座处的弯矩较小， 等截面桁架的截面高度特点不能充分发挥作用，因此，采用变截面桁架既能保证结构的强度、刚度、稳定性和变形要求， 又能使桁架结构各杆件充分发挥作用。而且，变截面桁架跨越的受力更趋于合理、经济。考虑到国内现有工程建设的现状，工期要求相对紧张，由于变截面桁架各个杆件的长度、焊接角度的不同，预制工期相对较长，因此，在设计过程中，兼顾到工期要求，可采用倒三角形和倒梯形两种等截面形式的桁架。……